Question

＜化學--選修3：物質結構＞
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

 

．
（2）鎳易形成配合物，如：Ni（CO）₄、[Ni（NH₃）₆]²⁺ 等．寫出一種與配體CO互為等電子體的陰離子

 

．配體NH₃中N原子的雜化類型為

 

，它可用作致冷劑的原因是

 

．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）鎳常見化合價為+2、+3，在水溶液中通常只以+2 價離子的形式存在．+3價的鎳離子具有很強的氧化性，在水中會與水或酸根離子迅速發生氧化還原反應．Ni³⁺的電子排布式為

 

，NiO（OH）溶于濃鹽酸的化學方程式為

 

．
（4）鎳和鑭（

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La）組成的一種合金LaNi_x是較好的儲氫材料，能快速可逆地存儲和釋放H₂．LaNi_x的晶胞如圖，其儲氫原理為：鑭鎳合金吸附H₂，H₂解離為原子，H儲存在其中形成LaNi_xH₆．LaNi_xH₆中，x=

 

．該貯氫的鑭鎳合金、泡沫氧化鎳、氫氧化鉀溶液組成的鎳氫電池被用于制作原子鐘．

Answer 1

分析：（1）Ni的原子序數為28，結合核外電子排布確定在周期表的位置；
（2）CO為2原子分子，電子數為14，結合等電子體知識判斷；根據價層電子對判斷雜化類型；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）根據Ni的電子排布式確定Ni³⁺的電子排布式；NiO（OH）中Ni元素的化合價為+3價，具有強氧化性，可與鹽酸發生氧化還原反應；
（4）判斷原子在晶胞中的位置，利用均攤法計算．

解答：解：（1）Ni的原子序數為28，電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，則應位于第四周期，第Ⅷ族，故答案為：第四周期，第Ⅷ族；
（2）CO為2原子分子，電子數為14，對應的等電子體為CN^- （或C₂^2- ），NH₃中N原子形成3個δ鍵，孤電子對數為

5-3×1

2

=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，
故答案為：CN^- （或C₂^2- ）；sp³；易液化，液態氨汽化時需吸收大量的熱；2；
（3）Ni電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，則Ni³⁺的電子排布式為[Ar]3d⁷，或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷，NiO（OH）中Ni元素的化合價為+3價，具有強氧化性，可與鹽酸發生氧化還原反應，方程式為2NiO（OH）+6HCl（濃）=2NiCl₂+Cl₂↑+4H₂O，
故答案為：[Ar]3d⁷，或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷；2NiO（OH）+6HCl（濃）=2NiCl₂+Cl₂↑+4H₂O；
（4）晶胞中Ni位于頂點，共有8×

1

8

=1，H位于面心和體心，面心共有8×

1

2

=4，體心為1，共有5個H原子，則x=5，
故答案為：5．

點評：本題考查較為綜合，側重于電子排布式、雜化類型、等電子體以及晶胞的計算等問題，題目難度較大，注意把握晶胞的計算方法，明確原子或離子在晶胞的分布為解答題目的關鍵．