Question

【題目】鎳的單質、合金及其化合物用途非常廣泛。

(1)Ni2＋基態(tài)核外電子排布式為________。

(2)膠狀鎳可催化CH2=CHC≡N加氫生成CH3CH2C≡N。CH2=CHC≡N分子中σ鍵與π鍵的數目比n(σ)∶n(π)=________；CH3CH2C≡N分子中碳原子軌道的雜化類型為________。

(3)[Ni(N2H4)2](N3)2是一種富氮含能材料。配體N2H4能與水混溶，除因為它們都是極性分子外，還因為______________________；[Ni(N2H4)2]2＋中含四個配位鍵，不考慮空間構型，[Ni(N2H4)2]2＋的結構可用示意圖表示為______________________。

(4)一種新型的功能材料的晶胞結構如下圖所示，它的化學式可表示為________。

Answer 1

【答案】[Ar]3d8或1s22s22p63s23p63d8 2∶1 sp和sp3 N2H4與H2O之間可以形成氫鍵 Ni2MnGa

【解析】

(1)Ni是28號元素，原子核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2，Ni原子失去4s能級2個電子形成Ni2+；

(2)CH2=CHCN中含有3個C-H鍵、1個C-C單鍵、1個C=C雙鍵、1個C≡N三鍵，單鍵為σ鍵，雙鍵含有1個σ鍵、1個π鍵，三鍵含有1個σ鍵、2個π鍵；烴基中碳原子均形成4個σ鍵，沒有孤對電子，雜化軌道數目為4，而-CN中碳原子形成2個σ鍵，也沒有孤對電子，雜化軌道數目為2；

(3)配體N2H4與H2O之間可以形成氫鍵；Ni2+提供空軌道，N2H4中N原子提供孤對電子，形成配位鍵；

(4)均攤法計算晶胞中Ni、Ga、Mn原子數目，確定化學式。

(1)Ni是28號元素，原子核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2，Ni原子失去4s能級2個電子形成Ni2+，故Ni2+基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d8；

(2)CH2=CHCN中含有3個C-H鍵、1個C-C單鍵、1個C=C雙鍵、1個C≡N三鍵，單鍵為σ鍵，雙鍵含有1個σ鍵、1個π鍵，三鍵含有1個σ鍵、2個π鍵，則分子中σ鍵與π鍵的數目比n(σ)：n(π)=(3+1+1+1)：(1+2)=2：1，烴基中碳原子均形成4個σ鍵，沒有孤對電子，雜化軌道數目為4，碳原子采取sp3雜化，而-CN中碳原子形成2個σ鍵，也沒有孤對電子，雜化軌道數目為2，碳原子采取sp雜化；

(3)配體N2H4與H2O之間可以形成氫鍵，使配體N2H4能與水混溶；Ni2+提供空軌道，N2H4中N原子提供孤對電子，形成配位鍵，[Ni(N2H4)2]2+的結構可用示意圖表示為：；

(4)Ni原子處于小立方體體心，晶胞中Ni原子數目1×8=8，Mn原子處于頂點與面心，晶胞中Mn原子數目=8×+6×=4，Ga處于晶胞體心與棱心，晶胞中Ga原子數目=1+12×=4，則晶胞中Ni、Mn、Ga原子數目之比=8：4：4=2：1：1，故晶體的化學式為：Ni2MnGa。