Question

（2013?蘭州一模）[化學--選修3  物質結構與性質]
Ni、Fe是重要的金屬，它們的單質及化合物在科學研究和工業生產中具有許多用途．
（1）基態Ni原子電子排布式為

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²

；
（2）第二周期基態原子未成對電子數與Ni相同且電負性最小的元素是

C

．Ni的一種配合物的分子結構如圖1所示，該配合物中C原子的雜化軌道類型是

sp³、sp²

，配合物分子內不含有

AC

（填序號）．
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，易溶于CCl₄、苯等有機溶劑．固態Ni（CO）₄屬于

分子

晶體．配合物Ni（CO）₄中
CO與N₂結構相似，CO分子內σ鍵與π鍵個數之比為

1：2

；
（4）Ni²⁺和Fe²⁺的半徑分別為69pm和78pm，則熔點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之比為

2：1

．若δ晶體的密度為ρg?cm^-3，該晶胞棱長為

3	112 ρNA

cm（設N_A為阿伏伽德羅常數，用含ρ和N_A的代數式表示）．

Answer 1

分析：（1）Ni元素是28號元素，核外電子數為28，根據核外電子排布規律書寫；
（2）根據Ni的核外電子排布確定未成對電子數，再根據同周期自左而右電負性增大判斷元素；
由圖1可知，結構中含有兩種C原子，位于甲基上、C=N中C原子，根據結構確定σ鍵，進而確定雜化軌道數目，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，易溶于CCl₄、苯等有機溶劑．固態Ni（CO）₄屬于分子晶體；
CO與N₂結構相似，故CO為的結構式為C≡O，三鍵含有1個σ鍵、2個π鍵；
（4）離子所帶電荷相同，離子半徑越小，離子鍵越強，晶體的熔點越高；
（5）由晶胞結構可知，γ晶胞中，以頂點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Fe原子研究，與之最近的Fe原子處于所在棱的頂點上，補全晶胞確定配位數；
利用均攤法計算γ晶體晶胞中所含有的鐵原子數N，令棱長為acm，則N×

56

NA

=ρa³，據此計算．

解答：解：（1）Ni元素是28號元素，核外電子數為28，核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²；
（2）Ni的核外電子未成對電子數為2，第二周期中未成對電子數為2的元素有碳元素、氧元素，同周期自左而右電負性增大，故第二周期基態原子未成對電子數與Ni相同且電負性最小的元素是C；
由圖1可知，結構中含有兩種C原子，位于甲基上、C=N中C原子，甲基中C原子成3個C-H、1個C-C，故雜化軌道數目為4，采取sp³雜化，C=N中C原子成2個C-C、1個C=N，雜化軌道數目為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，故結構中不含離子鍵、金屬鍵，
故答案為：C；sp³、sp²；AC；
（3）Ni（CO）₄常溫下為液態，易溶于CCl₄、苯等有機溶劑，固態Ni（CO）₄屬于分子晶體；
CO與N₂結構相似，故CO為的結構式為C≡O，三鍵含有1個σ鍵、2個π鍵，CO分子內σ鍵與π鍵個數之比為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，NiO晶體的熔點更高，
故答案為：＞；
（5）由晶胞結構可知，γ晶胞中，以頂點Fe原子研究，與之最近的Fe原子處于面心上，補全晶胞可知，有3層，每層有4個，故Fe原子的配位數為4×3=12．α晶胞中，以頂點Fe原子研究，與之最近的Fe原子處于所在棱的頂點上，補全晶胞可知配位數為6，故γ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數之比為12：6=2：1，
γ晶體晶胞中所含有的鐵原子數為1+8×

1

8

=2，令棱長為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

．

點評：本題考查核外電子排布規律、化學鍵、雜化軌道、晶體結構與性質、晶胞計算等，難度中等，（5）為易錯點，需要學生具有較好的空間想象，注意利用均攤法計算晶胞．