Question

【題目】因瓦合金是鐵和鎳的合金，由于其膨脹系數(shù)極小，又稱不變合金，適合做測量元件�；卮鹣铝袉栴}：

(1)基態(tài)鎳原子的價(jià)電子軌道表達(dá)式為_______;鐵的基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)為_______個(gè)。

(2)在稀氨水介質(zhì)中，Ni2+與丁二酮肟(分子式為C4H8N2O2)反應(yīng)可生成鮮紅色沉淀,其分子結(jié)構(gòu)如下圖所示,該結(jié)構(gòu)中碳原子的雜化方式為_______；已知丁二酮肟分子結(jié)構(gòu)中C-C鍵與N-O鍵的鍵長和鍵能數(shù)據(jù)如下表所示,請從原子結(jié)構(gòu)角度解釋N-O鍵的鍵能小于C-C鍵：_______。

化學(xué)鍵	鍵長 (10-12m)	鍵能 (kJ/mol)
C-C	154	332
N-O	146	230

(3)鐵、鎳易與CO作用形成羰基配合物Fe(CO)5、N(CO)4。1個(gè)Fe(CO)5分子中含有σ鍵數(shù)目為_______;已知Ni(CO)4分子為正四面體構(gòu)型，下列溶劑能夠溶解Ni(CO)4的是_______(填寫字母)。

A．四氯化碳 B．苯 C．水 D．液氨

(4)鎳晶胞為面心立方,其中鎳原子的配位數(shù)為_______。氯化亞鐵的熔點(diǎn)為674℃,而氯化鐵的熔點(diǎn)僅為282℃，二者熔點(diǎn)存在差異的原因是_______。

(5)Fe3O4晶體中,O2-的重復(fù)排列方式如右圖所示,該排列方式中存在著由如1、3、6、7的O2-圍成的正四面體空隙和3、6、7、8、9、12的O2-圍成的正八面體空隙。Fe3O4中有一半的Fe3+填充在正四面體空隙中,另一半Fe3+和Fe2+填充在正八面體空隙中,則Fe3O4晶體中，正四面體空隙數(shù)與O2-數(shù)之比為_______。Fe3O4晶胞中有8個(gè)圖示結(jié)構(gòu)單元,晶體密度為5.18g/cm3,則該晶胞參數(shù)a=_______cm(寫出計(jì)算表達(dá)式即可)。

Answer 1

【答案】 4 sp2、sp3 C-C鍵中的C原子無孤電子對，而N-O鍵中的N、O原子均有孤電子對，且N-O鍵鍵長短，N、O原子孤電子對之間的相互排斥導(dǎo)致N-O鍵的鍵能小于C-C鍵 10 A、B 12 氯化亞鐵為離子晶體，熔化時(shí)需要破壞離子鍵；而氯化鐵為分子晶體，熔化時(shí)需要破壞分子間作用力 2∶1

【解析】 試題分析：(1)鎳是28號元素，基態(tài)鎳原子的價(jià)電子排布式為3d84s2，故價(jià)電子軌道表達(dá)式為；鐵的基態(tài)價(jià)電子排布式為3d64s2，故其原子核外未成對電子數(shù)為4個(gè)。

(2)在稀氨水介質(zhì)中，Ni2+與丁二酮肟(分子式為C4H8N2O2)反應(yīng)可生成鮮紅色沉淀，由其分子結(jié)構(gòu)示意圖可知，該結(jié)構(gòu)中碳原子的成鍵情況有兩種，一種是形成4個(gè)單鍵的，另一種形成2個(gè)單鍵和1個(gè)雙鍵，故碳原子的雜化方式為sp2、sp3；由表中丁二酮肟分子結(jié)構(gòu)中C-C鍵與N-O鍵的鍵長和鍵能數(shù)據(jù)可知，C-C鍵的鍵長和鍵能都比N-O鍵的大, 因?yàn)?/span>C-C鍵中的C原子無孤電子對，而N-O鍵中的N、O原子均有孤電子對，且N-O鍵鍵長短，N、O原子孤電子對之間的相互排斥導(dǎo)致N-O鍵的鍵能小于C-C鍵。

(3) 1個(gè)Fe(CO)5分子中含有5個(gè)配位鍵和5個(gè)碳氧叁鍵，每個(gè)叁鍵中有1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵，故其σ鍵數(shù)目為10;已知Ni(CO)4分子為正四面體構(gòu)型，則其為非極性分子。所列溶劑中，四氯化碳和苯也是非極性分子，水和液氨是極性分子。根據(jù)相似相溶原理可知，能夠溶解Ni(CO)4的是A、B。

(4) 面心立方是最密堆積，其結(jié)構(gòu)粒子的配位數(shù)為12。鎳晶胞為面心立方,故其中鎳原子的配位數(shù)為12。氯化亞鐵的熔點(diǎn)為674℃,而氯化鐵的熔點(diǎn)僅為282℃，二者熔點(diǎn)存在差異的原因是氯化亞鐵為離子晶體，離子晶體具有較高的晶格能，熔化時(shí)需要破壞離子鍵；而氯化鐵為分子晶體，熔化時(shí)只需要破壞分子間作用力。

(5)由Fe3O4晶體的結(jié)構(gòu)示意圖可知，位于該結(jié)構(gòu)單元的8個(gè)頂點(diǎn)和6個(gè)面心，故該結(jié)構(gòu)單元中共有4個(gè)O2-。該結(jié)構(gòu)單元中有8個(gè)正四面體空隙，所以，F(xiàn)e3O4晶體中，正四面體空隙數(shù)與O2-數(shù)之比為2∶1。Fe3O4中有一半的Fe3+填充在正四面體空隙中,另一半Fe3+和Fe2+填充在正八面體空隙中，所以，該結(jié)構(gòu)單元中有一個(gè)Fe3O4。又知Fe3O4晶胞中有8個(gè)圖示結(jié)構(gòu)單元，則共有8個(gè)Fe3O4。1mol此晶胞的質(zhì)量為、體積為，由于晶體密度為5.18g/cm3, 則該晶胞的晶胞參數(shù)a=cm。