Question

镍(Ni)是一种重要的金属，在材料科学等领域有广泛应用。

（1）Ni在元素周期表中的位置是_____，其价电子层中有_______个未成对电子。

（2）镍易形成配合物，如：Ni(CO)₄、[Ni(NH₃)₆]²⁺等。

①Ni(CO)₄熔点为-19.3℃，沸点43℃，则其熔、沸点较低的原因是_____________。

②其分子中σ键与π键数目之比为_____________________。

③写出一种与配体CO互为等电子体的阴离子符号_____________________。

④[Ni(NH₃)₆]²⁺中配体NH₃中N原子的杂化类型为_______________，若[Ni(NH₃)₆]²⁺为正八面体构型，则[Ni(CO)₂(NH₃)₄]²⁺的结构有________________种。

（3）金属Ni与富勒烯(C₆₀)可制备一种低温超导材料，晶胞如图所示， Ni 原子位于晶胞的棱上与内部，该超导材料的化学式为____。

（4）NiO的晶体结构与氯化钠的晶体结构相同。将NiO晶体在氧气中加热，部分Ni²⁺被氧化为Ni³⁺，晶体结构产生镍离子缺位的缺陷，其组成为Ni_0.97O，但晶体仍保持电中性，则晶体中Ni²⁺与Ni³⁺离子的数目之比为______；若阿伏加德罗常数的值为N_A，晶体密度为d g·cm^-3，则该晶胞中最近的O^2-之间的距离为_______________pm。

Answer

第四周期，第Ⅷ族 2 Ni(CO)4属于分子晶体，分子间以范德华力结合，较弱，容易被破坏 1∶1 CN- （或C22-） sp3杂化 2 Ni3C60 91∶6 ××1010或×1010

【解析】（1）Ni的原子数序为28，位于周期表第四周期第Ⅷ族，原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d84s2，3d能级有2个未成对的电子；(2)①Ni(CO)4属于分子晶体，分子间以范德华力结合，较弱，容易被破坏，故其熔、佛点较低；②Ni(CO)4分子中含有4+4=8个σ键和个π键，所以其数目之比为1：1；③CO为2原子分子，电子数为14，对应的等电子体为CN- 或C22- ；④NH3中N原子形成3个δ键，孤电子对数为=1，则为sp3杂化；氨气中含有氢键，易液化，且汽化时吸收大量的热，可用于制冷剂，对应的同分异构体中，正八面体的两个顶点可以是CO或NH3，有2中结构；（3）该晶胞中Ni原子的个数为12×+8＋1=12；在该晶胞中含有的C60的个数是：8×+6×=4,n(Ni):n(C60)=12:4=3:1,所以该材料的化学式为Ni3C60；（4）设1mol Ni0.97O中含Ni2+xmol，Ni3+ (0.97-x)mol，根据晶体仍呈中性，可知2x+3(0.97-x)=2，x=0.91mol，(0.97-x)mol=0.06mol，即晶体中Ni2+与Ni3+离子的数目之比为0.91mol:0.06mol=91:6；每个晶胞中氧原子个数为4，镍原子个数为4，若阿伏伽德罗常数的值为NA，晶体密度为d g·cm-3，则晶胞的体积为V== ，晶胞的边长为cm=×1010 pm，该晶胞中最近的O2-之间的距离为边长的倍，故为××1010 pm。