Question

2．金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛．
（1）基态镍原子的价电子（外围电子）排布式为3d⁸4s²．
（2）金属镍能与CO形成配合物Ni（CO）₄，写出与CO互为等电子体的一种分子和一种离子的化学式N₂、CN^-．
（3）很多不饱和有机物在Ni催化下可与H₂发生加成反应．
如①CH₂═CH₂、②HC≡CH、③、④HCHO，其中碳原子采取sp²杂化的分子有①③④
（填物质序号），HCHO分子的立体结构为平面三角形．
（4）Ni²⁺和Fe²⁺的半径分别为69pm和78pm，则熔点NiO＞FeO（填“＜”或“＞”）．
（5）金属镍与镧（La）形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如左下图所示．该合金的化学式为LaNi₅或Ni₅La．
（6）丁二酮肟常用于检验Ni²⁺：在稀氨水中，丁二酮肟与Ni²⁺反应生成鲜红色沉淀，其结构如图所示．该结构中，除共价键外还存在配位键和氢键，请在图中用箭头和“…”表示出配位键和氢键．

Answer 1

分析 （1）Ni元素原子序数是28，其3d、4s电子为其价电子，3d、4s能级上电子数分别是8、2，据此书写其价电子排布式；
（2）等电子体原子个数相等、价电子数相等；
（3）分子中价层电子对个数是3的原子采用sp²杂化，HCHO分子中C原子价层电子对个数是3且不含孤电子对，为平面三角形结构；
（4）离子晶体的熔点与晶格能成正比，晶格能与离子半径成反比、与离子所带电荷成正比；
（5）利用均摊法确定该物质的化学式；
（6）含有空轨道的原子和含有孤电子对的原子之间易形成配位键；氢键存在于已经与N、O、F等电负性很大的原子形成共价键的H与另外的N、O、F等电负性很大的原子之间．

解答 解：（1）Ni元素原子序数是28，其3d、4s电子为其价电子，3d、4s能级上电子数分别是8、2，其价电子排布式为3d⁸4s²，故答案为：3d⁸4s²；
（2）CO含有2个原子14个电子，所以CO互为等电子体的一种分子和一种离子的化学式为：N₂、CN^-（或O₂²⁺、C₂^2-、NO⁺），故答案为：N₂；CN^-；
（3）①CH₂=CH₂中每个碳原子含有3个σ键，不含孤电子对，所以采取sp²杂化，故正确；
②HC≡CH中每个碳原子含有2个σ键，不含孤电子对，所以采取sp杂化，故错误；
③中每个碳原子含有3个σ键，不含孤电子对，所以采取sp²杂化，故正确；
④HCHO中碳原子含有3个σ键，不含孤电子对，所以采取sp²杂化，故正确；
HCHO中碳原子含有3个σ键，不含孤电子对，所以其空间构型是平面三角形；
故答案为：①③④； 平面三角；  
（4）影响离子晶体熔点的因素是晶格能，晶格能与离子半径成反比、与电荷水成正比，相同电荷时，离子半径越小，熔点越高，镍离子半径小于亚铁离子半径，所以氧化镍熔点高于氧化亚铁熔点，
故答案为：＞；
（5）该晶胞中含La原子个数=8×$\frac{1}{8}$=1，含有Ni=1+8×$\frac{1}{2}$=5，所以其化学式为LaNi₅或Ni₅La，故答案为：LaNi₅或Ni₅La；
（6）中心原子提供空轨道配体提供孤电子对形成配位键；氢键存在于已经与N、O、F等电负性很大的原子形成共价键的H与另外的N、O、F等电负性很大的原子之间，，故答案为：

点评 本题考查较综合，涉及晶胞计算、配位键、氢键、原子核外电子排布、原子杂化方式判断、晶格能等知识点，这些都是高考高频点，知道价层电子对互斥理论、构造原理等知识点即可解答，注意配位键和氢键的表示方法，为易错点．