Question

【題目】鎳鉻鋼俗稱不銹鋼，在日常生活中應(yīng)用廣泛，含有鐵、鉻、鎳、碳等元素。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）鎳的基態(tài)原子核外價(jià)層電子排布式為_(kāi)______________，基態(tài)Fe3+有_____種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子，基態(tài)鉻原子有__________個(gè)未成對(duì)電子。

（2）配合物[Cr(H2O)6]3+中，與Cr3+形成配位鍵的原子是_______________（填元素符號(hào)），鉻的高價(jià)化合物可將CH3CH2OH 氧化為CH3CHO，CH3CHO 中—CH3和—CHO 中碳原子的雜化方式分別為_(kāi)______________、___________________。

（3）鎳能與CO 形成Ni(CO)4，常溫下Ni(CO)4是無(wú)色液體，易溶于有機(jī)溶劑，推測(cè)Ni(CO)4是__________晶體，組成Ni(CO)4的三種元素電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開(kāi)______________（填元素符號(hào)），CO 分子中π鍵與σ鍵的個(gè)數(shù)比為_(kāi)______________。

（4）NiO 的立方晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，則O2-填入Ni2+構(gòu)成的________空隙（填“正四面體”、“正八面體”、“ 立方體”或“壓扁八面體”）。NiO晶體的密度為ρg·cm-3，Ni2+和O2-的半徑分別為r1pm和r2pm，阿伏加德羅常數(shù)值為NA，則該晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為_(kāi)__________________________________。

Answer 1

【答案】 3d84s2 23 6 O sp3 sp2 分子晶體 O>C>Ni 2：1 正八面體

【解析】試題分析：本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，涉及價(jià)層電子排布式的書(shū)寫(xiě)，電負(fù)性的比較，原子雜化方式的判斷，σ鍵和π鍵的判斷，配位化合物，晶體類型的判斷，晶胞的分析和計(jì)算。

（1）Ni的原子序數(shù)為28，基態(tài)Ni原子核外有28個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理，基態(tài)Ni原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2，價(jià)層電子排布式為3d84s2。Fe原子核外有26個(gè)電子，Fe3+核外有23個(gè)電子，每個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都不相同，基態(tài)Fe3+有23種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子。基態(tài)Cr原子核外有24個(gè)電子，基態(tài)Cr原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，3d上5個(gè)電子和4s上的1個(gè)電子為未成對(duì)電子，基態(tài)Cr原子有6個(gè)未成對(duì)電子。

（2）配合物[Cr（H2O）6]3+中，中心離子為Cr3+，配體為H2O，Cr3+具有空軌道，H2O中O原子上有孤電子對(duì)，O原子提供孤電子對(duì)與Cr3+形成配位鍵，與Cr3+形成配位鍵的原子是O。CH3CHO中—CH3中碳原子形成4個(gè)共價(jià)單鍵，—CH3中碳原子為sp3雜化，—CHO中碳原子形成1個(gè)碳氧雙鍵和2個(gè)單鍵，—CHO中碳原子為sp2雜化。

（3）由于Ni（CO）4常溫下是無(wú)色液體，易溶于有機(jī)溶劑，Ni（CO）4是分子晶體。非金屬性OCNi，元素的非金屬性越強(qiáng)，元素的電負(fù)性越大，組成Ni（CO）4三種元素電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?/span>OCNi。CO的結(jié)構(gòu)式為CO，三鍵中有1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵，CO分子中π鍵與σ鍵的個(gè)數(shù)比為2:1。

（4）根據(jù)NiO的立方晶體結(jié)構(gòu)知，O2-周圍等距離最近的Ni2+有6個(gè)，6個(gè)Ni2+構(gòu)成正八面體，O2-填入Ni2+構(gòu)成的正八面體空隙。用“均攤法”，晶胞中含Ni2+：8+6=4，含O2-：12+1=4；晶胞中原子的體積為4π（r110-10cm）3+4π（r210-10cm）3=4π（r13+r23）10-30cm3；1mol晶體的質(zhì)量為75g，1mol晶體的體積為cm3，晶胞的體積為4cm3；該晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為4π（r13+r23）10-30cm3（4cm3）100%=100%。