Question

鎳（Ni）可形成多種配合物，且各種配合物有廣泛的用途．

（1）配合物Ni（CO）₄常溫下為液態(tài)，易溶于CCl₄、苯等有機(jī)溶劑．固態(tài)Ni（CO）₄屬于晶體；基態(tài)Ni原子的電子排布式為

 

；寫出兩種與配體CO互為等電子體微粒的化學(xué)式

 

、

 

．
（2）某鎳配合物結(jié)構(gòu)如圖1所示，分子內(nèi)含有的作用力有

 

（填序號(hào)）．
A．氫鍵     B．離子鍵    C．共價(jià)鍵
D．金屬鍵   E．配位鍵
（3）很多不飽和有機(jī)物在Ni催化下可與H₂發(fā)生加成反應(yīng)，如①CH₂=CH₂、②HC≡CH、③、④HCHO等，其中碳原子采取sp²雜化的分子有

 

（填序號(hào)）；HCHO分子的空間構(gòu)型為：

 

．
（4）據(jù)報(bào)道，某種含有鎂、鎳和碳三種元素的晶體具有超導(dǎo)性，其結(jié)構(gòu)如圖2所示．則該晶體的化學(xué)式為

 

．晶體中每個(gè)鎂原子周圍距離最近的鎳原子有

 

個(gè)．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)合物Ni（CO）₄的性質(zhì)、熔點(diǎn)、溶解性晶體類型，Ni元素是28號(hào)元素，根據(jù)核外電子排布規(guī)律書寫基態(tài)原子的電子排布式，含有相同的原子個(gè)數(shù)、價(jià)電子數(shù)的微粒是等電子體；
（2）根據(jù)圖可知碳碳間、碳氮間為共價(jià)鍵，氮鎳間為配位鍵，氧氫間為氫鍵；
（3）根據(jù)雜化軌道數(shù)判斷雜化類型，雜化軌道數(shù)=δ鍵數(shù)+孤對(duì)電子對(duì)數(shù)；根據(jù)雜化軌道方式及雜化軌道成鍵情況判斷HCHO立體結(jié)構(gòu)；
（4）利用均攤法確定其化學(xué)式，每個(gè)鎂原子周圍距離最近的鎳原子個(gè)數(shù)=3×8×

1

2

．

解答：解：（1）配合物Ni（CO）₄常溫為液態(tài)，熔點(diǎn)低，易溶于CCl₄、苯等有機(jī)溶劑，所以Ni（CO）₄屬于分子晶體；Ni元素是28號(hào)元素，位于第四周期第Ⅷ族，其基態(tài)原子的電子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s^2_，與CO互為等電子體微粒有N₂、CN^-；
故答案為：分子晶體，1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，N₂、CN^-；
（2）根據(jù)圖可知碳碳間、碳氮間為共價(jià)鍵，氮鎳間為配位鍵，氧氫間為氫鍵，
故選：ACE；
（3）①CH₂=CH₂中碳原子成2個(gè)C-Hδ鍵，1個(gè)碳碳雙鍵，雙鍵中含有1個(gè)δ鍵、1個(gè)π鍵，雜化軌道數(shù)為2+1=3，所以碳原子采取sp²雜化．
②CH≡CH中碳原子成2個(gè)C-Hδ鍵，1個(gè)碳碳三鍵，三鍵中含有1個(gè)δ鍵、2個(gè)π鍵，雜化軌道數(shù)為1+1=2，所以碳原子采取sp雜化．
③苯中碳原子成1個(gè)C-Hδ鍵，2個(gè)C-Cδ鍵，同時(shí)參與成大π鍵，雜化軌道數(shù)為1+2=3，所以碳原子采取sp²雜化．
④HCHO中碳原子成2個(gè)C-Hδ鍵，1個(gè)碳氧雙鍵，雙鍵中含有1個(gè)δ鍵、1個(gè)π鍵，雜化軌道數(shù)為2+1=3，所以碳原子采取sp²雜化．
故①、③、④采取sp²雜化；
HCHO中碳原子采取sp²雜化，雜化軌道為平面正三角形，未容納孤對(duì)電子對(duì)，全部成δ鍵，參與成鍵的原子不同，所以HCHO為平面三角形，
故答案為：①、③、④，平面三角形；
（4）該晶胞中含有碳原子個(gè)數(shù)=1，鎂原子個(gè)數(shù)=8×

1

8

=1，鎳原子個(gè)數(shù)=6×

1

2

=3，所以其化學(xué)式為：MgCNi₃，
每個(gè)鎂原子周圍距離最近的鎳原子個(gè)數(shù)=3×8×

1

2

=12，故答案為：MgCNi₃，12．

點(diǎn)評(píng)：題目綜合性較大，涉及晶體、化學(xué)鍵、雜化軌道、晶胞計(jì)算等，難度中等，注意運(yùn)用雜化理論推導(dǎo)分子構(gòu)型，為易錯(cuò)點(diǎn)．