Question

【题目】东晋《华阳国志南中志》卷四种已有关于白铜的记载，云南镍白铜(铜镍合金)文明中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题：

(1)镍元素基态原子的价电子轨道表示式___，3d能级上的未成对的电子数为___。

(2)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。

①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是___。

②在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为___，提供孤电子对的成键原子是___。

③氨的沸点_______(“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是______。

(3)单质铜及镍都是由__键形成的晶体：元素同与镍的第二电离能分别为：ICu=1959kJ/mol，INi=1753kJ/mol，ICu>INi的原因是___。

(4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。

①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为___。

②若合金的密度为dg/cm3，晶胞参数a=____nm。

Answer 1

【答案】 2 正四面体 配位键 N 高于 NH3分子间可以形成氢键，熔沸点升高 金属键 铜的3d能级是全满状态，更稳定 3：1 ×107

【解析】

(1)Ni元素原子核外电子数为28，结合能量最低原理书写核外电子排布式；

(2)①SO42-中S原子的成键电子对数=4，孤电子对数==0，价层电子对数=4+0=4；

②Ni2+提供空轨道，NH3中N原子含有孤电子对，二者之间形成配位键；

③PH3分子之间为范德华力，氨气分子之间形成氢键，增大了物质的沸点；

(3)单质铜及镍都属于金属晶体；Cu+的外围电子排布为3d10，Ni+的外围电子排布为3d84s1，Cu+的核外电子排布更稳定；

(4)①根据均摊法计算晶胞中Ni、Cu原子数目；

②根据m=ρV计算晶胞参数。

(1)Ni元素原子核外电子数为28，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，其价层电子轨道式为，3d能级上的未成对电子数为2；

(2)①SO42-中S原子的成键电子对数=4，孤电子对数==0，价层电子对数=4+0=4，离子空间构型为正四面体；

②Ni2+提供空轨道，NH3中N原子含有孤电子对，提供孤电子对，二者之间形成配位键；

③PH3分子之间为范德华力，氨气分子之间形成氢键，分子之间的作用力更强，增大了物质的沸点，故氨气的沸点高于PH3分子的；

(3)单质铜及镍都属于金属晶体，都是由金属键形成的晶体；Cu+的外围电子排布为3d104s1，Ni+的外围电子排布为3d84s2，Cu+的核外电子排布3d轨道处于全充满的稳定状态，再失去第二个电子更难，而镍失去的是4s轨道的电子，所以元素铜的第二电离能高于镍。

(4)①晶胞中Ni处于顶点，Cu处于面心，则晶胞中Ni原子数目为8×=1，Cu原子数目=6×=3，故Cu与Ni原子数目之比为3：1。

②该晶胞属于面心立方密堆积，晶胞质量质量为g，根据m=ρV可有：g=dgcm-3×(a×10-7cm)3，解得a=×107。