Question

Ti、Fe、Ni、Cu、Zn、La等過渡金屬能形成配合物或化合物與這些金屬原子的電子層結構有關．

（1）基態(tài)Ni原子的外圍電子排布式為

 

．
（2）CO可以和很多過渡金屬形成配合物，如羰基鐵[Fe（CO）₅]、羰基鎳[Ni（CO）₄]．其中Fe（CO）₅常溫下呈液態(tài)，熔點為-20.5℃，沸點為103℃，易溶于非極性溶劑，據此可判斷Fe（CO）₅晶體屬于

 

 （填晶體類型）．CO與N₂互為等電子體，與CO互為等電子體的離子為

 

（任寫一種）；
（3）[Cu（NH₃）₄]²⁺具有對稱的空間構型，[Cu（NH₃）₄]²⁺中的兩個NH₃被兩個Cl^-取代，能得到兩種不同結構的產物，則[Cu（NH₃）₄]²⁺的空間構型為

 

．
（4）現有含鈦的兩種顏色的晶體，Ti³⁺的配位數均為6，一種為紫色，一種為綠色，相關實驗證明，兩種晶體的組成皆為TiCl₃?6H₂O．為測定這兩種晶體的化學式，設計了如下實驗：
a．分別取等質量的兩種配合物晶體的樣品配成待測溶液；
b．分別往待測溶液中滴入AgNO₃溶液，均產生白色沉淀；
c．沉淀完全后分別過濾得兩份沉淀，經洗滌干燥后稱量，發(fā)現原綠色晶體的水溶液與AgNO₃溶液反應得到的白色沉淀質量為紫色晶體的水溶液反應得到沉淀質量的2/3．試推斷綠色晶體的化學式為

 

．
（5）ZnS在熒光體、光導體材料、涂料、顏料等行業(yè)中應用廣泛．立方ZnS晶體結構如圖1所示，其晶胞邊長為540.0pm，則a位置S^2-與b位置Zn²⁺之間的距離為

 

 pm（列式表示）．
（6）鑭鎳合金有很強儲氫能力，已知鑭鎳合金LaNi_n晶胞如圖2，晶胞體積為9.0×10^-23cm³，儲氫后形成LaNi_nH_4.5合金（氫進入晶胞空隙，體積不變），氫在合金中的密度為

 

．

Answer 1

考點：晶胞的計算,配合物的成鍵情況

專題：化學鍵與晶體結構

分析：（1）根據核外電子排布規(guī)律書寫；
（2）根據物質的性質判斷晶體類型；根據等電子體的定義，只要原子數目和電子總數（或價電子總數）相同就是等電子體；
（3）形成4個配位鍵，具有對稱的空間構型，可能為平面正方形或正四面體；
（4）Ti³⁺的配位數均為6，往待測溶液中滴入AgNO₃溶液，均產生白色沉淀，則配合物的外界有氯離子，兩份沉淀，經洗滌干燥后稱量，發(fā)現原紫色晶體的水溶液與AgNO₃溶液反應得到的白色沉淀質量為綠色晶體的水溶液反應得到沉淀質量的

3

2

，可知紫色晶體中含3個氯離子，綠色晶體中含2個氯離子．
（5）每個黑色小球連接4個白色小球，構成正四面體結構，白球和黑球之間的夾角為109°28′，兩個白球之間的距離=270

2

pm，根據余弦定理計算白球和黑球之間的距離．
（6）晶胞中擁有4.5個H原子，氫在合金中的密度為ρ=

m

V

．

解答： 解：（1）基態(tài)₂₈Ni原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，其價電子排布式為：3d⁸4s²；
故答案為：3d⁸4s²．
（2）Fe（CO）₅常溫下呈液態(tài)，熔點為-20.5℃，沸點為103℃，熔沸點降低，易溶于非極性溶劑，據此可判斷Fe（CO）₅晶體屬于分子晶體；根據等電子體的定義，CO的等電子體必須是雙原子分子或離子，且電子總數相等，如果是陽離子離子，原子序數之和減去所帶電荷數值等于電子數，如：NO⁺，O₂²⁺，如果是陰離子，原子序數之和加上所帶電荷數值等于電子數，如CN^-，C₂^2-；．
故答案為：分子晶體；CN^-．
（3）形成4個配位鍵，具有對稱的空間構型，可能為平面正方形或正四面體，如為正四面體，[Cu（NH₃）₄]²⁺中的兩個NH₃被兩個Cl^-取代，只有一種結構，所以應為平面正方形，
故答案為：平面正方形．
（4）Ti³⁺的配位數均為6，往待測溶液中滴入AgNO₃溶液，均產生白色沉淀，則配合物的外界有氯離子，兩份沉淀，經洗滌干燥后稱量，發(fā)現原紫色晶體的水溶液與AgNO₃溶液反應得到的白色沉淀質量為綠色晶體的水溶液反應得到沉淀質量的

3

2

，可知紫色晶體中含3個氯離子，綠色晶體中含2個氯離子，故綠色晶體的化學式為[TiCl（H₂O）₅]Cl₂?H₂O，
故答案為：[TiCl（H₂O）₅]Cl₂?H₂O．
（5）每個黑色小球連接4個白色小球，構成正四面體結構，白球和黑球之間的夾角為109°28′，兩個白球之間的距離=270

2

pm，設S^2-離子與Zn²⁺離子之間的距離為x，2x²-2x²cos109°28′=（270

2

）²，x=

(270 2 )2 2(1-COS109°28′)

=

270

1-COS109°28′

pm；
故答案為：

270

1-COS109°28′

．
（6）晶胞中擁有4.5個H原子，氫在合金中的密度為ρ=

m

V

=

4.5×1 6.02×1023

9.0×10-23

=0.083g/cm³，
故答案為：0.083 g?cm^-3．

點評：本題考查了電子排布式、分子結構和性質、配位鍵、晶胞計算等知識點，是對物質結構知識的綜合考查，側重對知識遷移的運用、分析解決問題的能力考查，題目難度較大．