Question

（2013?蘭州一模）[化學(xué)--選修3  物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]
Ni、Fe是重要的金屬，它們的單質(zhì)及化合物在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中具有許多用途．
（1）基態(tài)Ni原子電子排布式為

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²

；
（2）第二周期基態(tài)原子未成對(duì)電子數(shù)與Ni相同且電負(fù)性最小的元素是

C

．Ni的一種配合物的分子結(jié)構(gòu)如圖1所示，該配合物中C原子的雜化軌道類型是

sp³、sp²

，配合物分子內(nèi)不含有

AC

（填序號(hào)）．
A．離子鍵     B．極性鍵       C．金屬鍵
D．配位鍵     E．氫鍵         F．非極性鍵
（3）配合物Ni（CO）₄常溫下為液態(tài)，易溶于CCl₄、苯等有機(jī)溶劑．固態(tài)Ni（CO）₄屬于

分子

晶體．配合物Ni（CO）₄中
CO與N₂結(jié)構(gòu)相似，CO分子內(nèi)σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)之比為

1：2

；
（4）Ni²⁺和Fe²⁺的半徑分別為69pm和78pm，則熔點(diǎn)NiO

＞

FeO（填“＜”或“＞”）；
（5）鐵有δ、γ、α三種同素異形體（圖2），γ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數(shù)之比為

2：1

．若δ晶體的密度為ρg?cm^-3，該晶胞棱長(zhǎng)為

3	112 ρNA

cm（設(shè)N_A為阿伏伽德羅常數(shù)，用含ρ和N_A的代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析：（1）Ni元素是28號(hào)元素，核外電子數(shù)為28，根據(jù)核外電子排布規(guī)律書寫；
（2）根據(jù)Ni的核外電子排布確定未成對(duì)電子數(shù)，再根據(jù)同周期自左而右電負(fù)性增大判斷元素；
由圖1可知，結(jié)構(gòu)中含有兩種C原子，位于甲基上、C=N中C原子，根據(jù)結(jié)構(gòu)確定σ鍵，進(jìn)而確定雜化軌道數(shù)目，確定雜化方式；
N原子與Ni原子之間形成配位鍵，N元素連接的氧原子與氧元素連接H原子之間形成氫鍵，N-O、O-H、C-H、C=N鍵屬于極性鍵，C-C鍵屬于非極性鍵；
（3）Ni（CO）₄常溫下為液態(tài)，易溶于CCl₄、苯等有機(jī)溶劑．固態(tài)Ni（CO）₄屬于分子晶體；
CO與N₂結(jié)構(gòu)相似，故CO為的結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè)，三鍵含有1個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵；
（4）離子所帶電荷相同，離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，晶體的熔點(diǎn)越高；
（5）由晶胞結(jié)構(gòu)可知，γ晶胞中，以頂點(diǎn)Fe原子研究，與之最近的Fe原子處于面心上，α晶胞中，以頂點(diǎn)Fe原子研究，與之最近的Fe原子處于所在棱的頂點(diǎn)上，補(bǔ)全晶胞確定配位數(shù)；
利用均攤法計(jì)算γ晶體晶胞中所含有的鐵原子數(shù)N，令棱長(zhǎng)為acm，則N×

56

NA

=ρa(bǔ)³，據(jù)此計(jì)算．

解答：解：（1）Ni元素是28號(hào)元素，核外電子數(shù)為28，核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²；
（2）Ni的核外電子未成對(duì)電子數(shù)為2，第二周期中未成對(duì)電子數(shù)為2的元素有碳元素、氧元素，同周期自左而右電負(fù)性增大，故第二周期基態(tài)原子未成對(duì)電子數(shù)與Ni相同且電負(fù)性最小的元素是C；
由圖1可知，結(jié)構(gòu)中含有兩種C原子，位于甲基上、C=N中C原子，甲基中C原子成3個(gè)C-H、1個(gè)C-C，故雜化軌道數(shù)目為4，采取sp³雜化，C=N中C原子成2個(gè)C-C、1個(gè)C=N，雜化軌道數(shù)目為3，采取sp²雜化，
N原子與Ni原子之間形成配位鍵，N元素連接的氧原子與氧元素連接H原子之間形成氫鍵，N-O、O-H、C-H、C=N鍵屬于極性鍵，C-C鍵屬于非極性鍵，故結(jié)構(gòu)中不含離子鍵、金屬鍵，
故答案為：C；sp³、sp²；AC；
（3）Ni（CO）₄常溫下為液態(tài)，易溶于CCl₄、苯等有機(jī)溶劑，固態(tài)Ni（CO）₄屬于分子晶體；
CO與N₂結(jié)構(gòu)相似，故CO為的結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè)，三鍵含有1個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵，CO分子內(nèi)σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)之比為1：2，
故答案為：分子；1：2；
（4）Ni²⁺和Fe²⁺的離子所帶電荷相同，Ni²⁺離子半徑較小，NiO中離子鍵更強(qiáng)，NiO晶體的熔點(diǎn)更高，
故答案為：＞；
（5）由晶胞結(jié)構(gòu)可知，γ晶胞中，以頂點(diǎn)Fe原子研究，與之最近的Fe原子處于面心上，補(bǔ)全晶胞可知，有3層，每層有4個(gè)，故Fe原子的配位數(shù)為4×3=12．α晶胞中，以頂點(diǎn)Fe原子研究，與之最近的Fe原子處于所在棱的頂點(diǎn)上，補(bǔ)全晶胞可知配位數(shù)為6，故γ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數(shù)之比為12：6=2：1，
γ晶體晶胞中所含有的鐵原子數(shù)為1+8×

1

8

=2，令棱長(zhǎng)為acm，則2×

56g

NAmol-1

=ρg?cm^-3×（acm）³，解得a=

3	112 ρNA

，
故答案為：2：1； 

3	112 ρNA

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查核外電子排布規(guī)律、化學(xué)鍵、雜化軌道、晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、晶胞計(jì)算等，難度中等，（5）為易錯(cuò)點(diǎn)，需要學(xué)生具有較好的空間想象，注意利用均攤法計(jì)算晶胞．