Question

9．金屬鎳及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應用廣泛．請回答下列問題：
（1）Ni原子的核外電子排布式為[Ar]3d⁸4s²或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²；
（2）NiO、FeO的晶體結構類型均與氯化鈉的相同，Ni²⁺和Fe²⁺的離子半徑分別為69pm和78pm，則熔點NiO＞FeO（填“＜”或“＞”）；
（3）NiO晶胞中Ni的配位數(shù)為6；
（4）過渡金屬配合物Ni（CO）_n的中心原子價電子數(shù)與配體提供電子總數(shù)之和為18，則n=4．CO與N₂結構相似，CO分子內σ鍵與π鍵個數(shù)之比為1：2．
（5）甲醛（H₂C═O）在Ni催化作用下加氫可得甲醇（CH₃OH）．甲醇分子內C原子的雜化方式為sp³，甲醇分子內的O-C-H鍵角小于（填“大于”、“等于”或“小于”）甲醛分子內的O-C-H鍵角．
（6）往硫酸銅溶液中加入過量氨水，可生成[Cu（NH₃）₄]²⁺配離子．已知NF₃與NH₃的空間構型都是三角錐形，但NF₃不易與Cu²⁺形成配離子，其原因是N、F、H三種元素的電負性：F＞N＞H，在NF₃中，共用電子對偏向F，偏離N原子，使得氮原子上的孤電子對難與Cu²⁺形成配位鍵．

Answer 1

分析 （1）鎳屬于28號元素，根據(jù)構造原理可以寫出該原子的核外電子排布式；
（2）離子晶體的熔點與離子鍵的強弱有關，離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強，熔點越高；
（3）Ni0、Fe0的晶體結構類型均與氯化鈉的相同，而氯化鈉中陰陽離子的配位數(shù)均為6，據(jù)此判斷Ni0晶胞中Ni的配位數(shù)；
（4）利用Ni的價電子數(shù)和CO提供電子對數(shù)計算得出；CO與氮氣互為等電子體，故CO中C與O原子之間形成三鍵；
（5）根據(jù)價層電子對互斥理論確定分子空間構型及中心原子雜化方式，價層電子對個數(shù)=配原子個數(shù)+孤電子對個數(shù)，根據(jù)甲醇分子甲醛分子空間構型判斷其鍵角；
（6）N、F、H三種元素的電負性：F＞N＞H，所以NH₃中共用電子對偏向N，而在NF₃中，共用電子對偏向F，偏離N原子，難與Cu²⁺形成配位鍵．

解答 解：（1）鎳屬于28號元素，根據(jù)構造原理可以寫出該原子的核外電子排布式，Ni的核外電子排布式是[Ar]3d⁸4s²或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，
故答案為：[Ar]3d⁸4s²或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²；
（2）Ni0、Fe0的晶體結構類型均與氯化鈉的相同，說明二者都是離子晶體，離子晶體的熔點與離子鍵的強弱有關，離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強，熔點越高．由于Ni²⁺的離子半徑小于Fe²⁺的離子半徑，屬于熔點是NiO＞FeO，
故答案為：＞；
（3）因為Ni0、Fe0的晶體結構類型均與氯化鈉的相同，而氯化鈉中陰陽離子的配位數(shù)均為6，所以Ni0晶胞中Ni的配位數(shù)也為6，
故答案為：6；
（4）中心原子是Ni原子，其價電子數(shù)是10，每個配體提供的電子數(shù)是2，10+2n=18，n=4，CO與氮氣互為等電子體，故CO中C與O原子之間形成三鍵，分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目比為1：2，
故答案為：4；1：2；
（5）甲醇分子內C原子價層電子對個數(shù)=0+4=4，所以C原子的雜化方式為sp³雜化，甲醛中C原子形成3個σ鍵，為sp²雜化，是平面三角形結構，鍵角為120°，甲醇分子內碳原子形成4個σ鍵，無孤電子對，雜化方式為sp³雜化，是四面體結構，O-C-H鍵角約為109°28′，鍵角小于120°，所以甲醇分子內O-C-H鍵角比甲醛分子內O-C-H鍵角小，
故答案為：sp³　小于；
（6）N、F、H三種元素的電負性：F＞N＞H，所以NH₃中共用電子對偏向N，而在NF₃中，共用電子對偏向F，偏離N原子，導致NF₃中N原子核對其孤對電子的吸引能力增強，難以形成配位鍵，故NF₃不易與Cu²⁺形成配離子，
故答案為：N、F、H三種元素的電負性：F＞N＞H，在NF₃中，共用電子對偏向F，偏離N原子，使得氮原子上的孤電子對難與Cu²⁺形成配位鍵．

點評 本題是對物質結構的考查，涉及核外電子排布式、熔點比較、配位數(shù)、雜化軌道、配合物等，注意掌握價層電子對理論和雜化理論，題目難度中等．