Question

20．鎳合金在工業(yè)上有著非常廣泛的應(yīng)用，試根據(jù)所學(xué)知識(shí)回答下列問(wèn)題：
（1）基態(tài)鎳原子的價(jià)電子排布式為3d⁸4s²．
（2）鎳可與NH₃、CN^-、CO等多種微粒形成配合物．CO與N₂相對(duì)分子質(zhì)量相等，但CO的熔點(diǎn)比N₂熔點(diǎn)高，請(qǐng)解釋原因：N₂是非極性分子，CO是極性分子，分子間作用力增大．NH₃中H-N-H鍵角比NH₄⁺中H-N-H鍵角�。ㄌ睢按蟆被颉靶　保�，其原因是氨氣分子中氮原子上有一對(duì)孤電子對(duì)，銨根離子中氮原子上沒(méi)有孤電子對(duì)，排斥力�。�
（3）鎳可與CO形成配合物Ni（CO）_m，CO分子中σ鍵與π鍵的個(gè)數(shù)比1：2；該化合物的熔點(diǎn)是173℃，熔融狀態(tài)不導(dǎo)電，則該化合物屬于分子晶體．
（4）NiSO₄常用于電鍍工業(yè)，SO₄^2-中S原子的雜化方式為sp³雜化．
（5）已知鑭鎳合金是一種儲(chǔ)氫材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示，則鑭鎳合金中鑭原子與鎳原子的原子個(gè)數(shù)比為1：5．儲(chǔ)氫后的晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示，則儲(chǔ)氫后晶體的密度可表示為$\frac{M}{{N}_{A}{a}^{3}}$g．cm^-3．（儲(chǔ)氫后晶體的摩爾質(zhì)量為Mg/mol，任意兩個(gè)距離最近的La原子之間的距離均為acm，N_A表示阿伏伽德羅常數(shù)的值）

Answer 1

分析 （1）Ni原子核外電子數(shù)為28，根據(jù)能量最低原理書(shū)寫(xiě)；
（2）根據(jù)分子極性判斷，分子極性越大，熔點(diǎn)越高；孤對(duì)電子與成鍵電子對(duì)之間排斥＞成鍵電子-成鍵電子排斥，鍵角被壓縮；
（3）CO分子與N₂互為等電子體，CO結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè)；Ni（CO）_m的熔點(diǎn)是173℃，熔融狀態(tài)不導(dǎo)電，則該化合物屬于分子晶體；
（4）SO₄^2-中S原子雜化軌道數(shù)目為4+$\frac{6+2-2×4}{2}$=4；
（5）根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中La、Ni原子數(shù)目，確定原子數(shù)目之比；
根據(jù)均攤法計(jì)算儲(chǔ)氫后晶體中La、Ni、H₂數(shù)目，表示出晶胞質(zhì)量，再根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算．

解答 解：（1）Ni原子核外電子數(shù)為28，核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，其價(jià)電子排布式為：3d⁸4s²；
故答案為：3d⁸4s²；
（2）CO與N₂相對(duì)分子質(zhì)量相等，N₂是非極性分子，CO是極性分子，分子間作用力增大，故CO的熔點(diǎn)比N₂熔點(diǎn)高，
銨根離子中含有4個(gè)鍵，沒(méi)有孤電子對(duì)，氮原子采取sp³雜化，氨氣分子中氮原子上有一對(duì)孤電子對(duì)，銨根離子中氮原子上沒(méi)有孤電子對(duì)，排斥力小，故NH₃中H-N-H鍵角比NH₄⁺中H-N-H鍵角小，
故答案為：N₂是非極性分子，CO是極性分子，分子間作用力增大；氨氣分子中氮原子上有一對(duì)孤電子對(duì)，銨根離子中氮原子上沒(méi)有孤電子對(duì)，排斥力�。�
（3）CO分子與N₂互為等電子體，CO結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè)，CO分子中σ鍵與π鍵的個(gè)數(shù)比為1：2，Ni（CO）_m的熔點(diǎn)是173℃，熔融狀態(tài)不導(dǎo)電，則該化合物屬于分子晶體，
故答案為：1：2；分子；
（4）SO₄^2-中S原子雜化軌道數(shù)目為4+$\frac{6+2-2×4}{2}$=4，S原子采取sp³雜化，
故答案為：sp³雜化；
（5）晶胞中La原子數(shù)目為12×$\frac{1}{6}$+2×$\frac{1}{2}$=3、Ni原子數(shù)目為6+18×$\frac{1}{2}$=15，則鑭鎳合金中鑭原子與鎳原子的原子個(gè)數(shù)比為3：15=1：5，
晶胞中La原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$=1、Ni原子數(shù)目為1+8×$\frac{1}{2}$=5、H₂數(shù)目為8×$\frac{1}{4}$+2×$\frac{1}{2}$=4.5，合金化學(xué)式為L(zhǎng)aNi₅H_4.5，儲(chǔ)氫后晶體的摩爾質(zhì)量為Mg/mol，則儲(chǔ)氫后晶體晶胞質(zhì)量為$\frac{M}{{N}_{A}}$g，任意兩個(gè)距離最近的La原子之間的距離均為a cm，則氫后晶體密度可表示為$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}g}{（acm）^{3}}$=$\frac{M}{{N}_{A}{a}^{3}}$g．cm^-3，
故答案為：$\frac{M}{{N}_{A}{a}^{3}}$g．cm^-3．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及核外電子排布、化學(xué)鍵、分子性質(zhì)、雜化軌道、晶胞計(jì)算，（5）注意利用均攤法計(jì)算解答，難度中等．