Question

【題目】鎳(Ni)是一種重要的金屬，在材料科學等領域有廣泛應用。

（1）Ni在元素周期表中的位置是_____，其價電子層中有_______個未成對電子。

（2）鎳易形成配合物，如：Ni(CO)4、[Ni(NH3)6]2+等。

①Ni(CO)4熔點為-19.3℃，沸點43℃，則其熔、沸點較低的原因是_____________。

②其分子中σ鍵與π鍵數目之比為_____________________。

③寫出一種與配體CO互為等電子體的陰離子符號_____________________。

④[Ni(NH3)6]2+中配體NH3中N原子的雜化類型為_______________，若[Ni(NH3)6]2+為正八面體構型，則[Ni(CO)2(NH3)4]2+的結構有________________種。

（3）金屬Ni與富勒烯(C60)可制備一種低溫超導材料，晶胞如圖所示， Ni 原子位于晶胞的棱上與內部，該超導材料的化學式為____。

（4）NiO的晶體結構與氯化鈉的晶體結構相同。將NiO晶體在氧氣中加熱，部分Ni2+被氧化為Ni3+，晶體結構產生鎳離子缺位的缺陷，其組成為Ni0.97O，但晶體仍保持電中性，則晶體中Ni2+與Ni3+離子的數目之比為______；若阿伏加德羅常數的值為NA，晶體密度為d g·cm-3，則該晶胞中最近的O2-之間的距離為_______________pm。

Answer 1

【答案】 第四周期，第Ⅷ族 2 Ni(CO)4屬于分子晶體，分子間以范德華力結合，較弱，容易被破壞 1∶1 CN- （或C22-） sp3雜化 2 Ni3C60 91∶6 ××1010或×1010

【解析】（1）Ni的原子數序為28，位于周期表第四周期第Ⅷ族，原子核外電子排布為1s22s22p63s23p63d84s2，3d能級有2個未成對的電子；(2)①Ni(CO)4屬于分子晶體，分子間以范德華力結合，較弱，容易被破壞，故其熔、佛點較低；②Ni(CO)4分子中含有4+4=8個σ鍵和個π鍵，所以其數目之比為1：1；③CO為2原子分子，電子數為14，對應的等電子體為CN- 或C22- ；④NH3中N原子形成3個δ鍵，孤電子對數為=1，則為sp3雜化；氨氣中含有氫鍵，易液化，且汽化時吸收大量的熱，可用于制冷劑，對應的同分異構體中，正八面體的兩個頂點可以是CO或NH3，有2中結構；（3）該晶胞中Ni原子的個數為12×+8＋1=12；在該晶胞中含有的C60的個數是：8×+6×=4,n(Ni):n(C60)=12:4=3:1,所以該材料的化學式為Ni3C60；（4）設1mol Ni0.97O中含Ni2+xmol，Ni3+ (0.97-x)mol，根據晶體仍呈中性，可知2x+3(0.97-x)=2，x=0.91mol，(0.97-x)mol=0.06mol，即晶體中Ni2+與Ni3+離子的數目之比為0.91mol:0.06mol=91:6；每個晶胞中氧原子個數為4，鎳原子個數為4，若阿伏伽德羅常數的值為NA，晶體密度為d g·cm-3，則晶胞的體積為V== ，晶胞的邊長為cm=×1010 pm，該晶胞中最近的O2-之間的距離為邊長的倍，故為××1010 pm。