Question

17．研究物質的微觀結構，有助于人們理解物質變化的本質．請回答：

（1）C₆₀和金剛石都是碳的同素異形體，金剛石熔點＞ C₆₀的熔點（填＞，＜）在冰的晶體中，每個水分子周圍有4個最緊鄰的水分子．
（2）利用CO可以合成化工原料COCl₂、配合物Fe（CO）₅等．
①COCl₂分子的結構式為  ，COCl₂分子內含有D（填標號）；
A．4個σ鍵                      B．2個σ鍵、2個π鍵
C．2個σ鍵、1個π鍵           D．3 個σ鍵、1個π鍵
②Fe（CO）₅中中心原子的配位體是CO、配位數是5、
（3）配合物Ni（CO）₄常溫下呈液態(tài)，易溶于CCl₄、苯等有機溶劑．固態(tài)Ni（CO）₄屬于分子晶體；寫出一種與CO互為等電子體的粒子的化學式N₂、CN^-．
（4）某鎳配合物結構如1圖所示，分子內含有的作用力有ACE（填序號）．
A．氫鍵　　　B．離子鍵　　　C．共價鍵   D．金屬鍵    E．配位鍵
（5）很多不飽和有機物在Ni催化下可與H₂發(fā)生加成反應，如①CH₂═CH₂ ②HC≡CH、③④HCHO等，其中碳原子采取sp²雜化的分子有①③④（填序號）．
（6）據報道，含有鎂、鎳和碳三種元素的某種晶體具有超導性，其結構如圖2所示．晶體中每個鎂原子周圍距離最近的鎳原子有12個．

Answer 1

分析 （1）分子晶體的熔點較低，原子晶體熔點高；冰晶體中水分子間除了范德華力之外還存在氫鍵，由于氫鍵具有方向性；
（2）①根據一個單鍵是一個σ鍵，一個雙鍵中含有一個σ鍵和1個π鍵；②根據配合物Fe（CO）₅結構分析中心原子為Fe，配體為CO、配位數為5；
（3）根據配合物Ni（CO）₄的性質熔點、溶解性判斷；原子數目相等、價電子總數也相等的微粒為等電子體；
（4）分子中N原子與Ni形成配位鍵，H原子與O原子之間形成分子內氫鍵，其它原子之間還形成共價鍵；
（5）碳原子采取sp²雜化，說明碳原子雜化軌道為3，雜化軌道數目=σ鍵數目+孤對電子；
（6）Mg原子處于頂點，與之最近的Ni原子處于面心，每個頂點為12面共用．

解答 解：（1）C₆₀ 屬于分子晶體，分子晶體的熔點較低，金剛石屬于原子晶體，熔點高，所以金剛石熔點＞C₆₀的熔點，冰晶體中水分子間除了范德華力之外還存在氫鍵，由于氫鍵具有方向性，故每個水分子周圍只有4個緊鄰的水分子，
故答案為：＞；4；
（2）①COCl₂分子的結構式為：，分子中含有2個單鍵和1個雙鍵，則COCl₂分子內含有3個σ鍵、1個π鍵，
故答案為：D；
②根據配合物Fe（CO）₅結構分析，有孤對電子的原子或離子為配體，所以配體為CO，配位數就是配體的個數，所以配位數為5，
故答案為：CO；5；
（3）因為Ni（CO）₄常溫下為液態(tài)，易溶于CCl₄、苯等有機溶劑，根據相似相溶原理知，固態(tài)Ni（CO）₄屬于分子晶體；與CO互為等電子體的粒子含有2個原子、價電子數目為10，為N₂、CN^-等，
故答案為：分子；N₂、CN^-；
（4）分子中N原子與Ni形成配位鍵，H原子與O原子之間形成分子內氫鍵，其它原子之間還形成共價鍵，沒有金屬鍵、離子鍵，
故選：ACE；
（5）CH₂=CH₂、、HCHO中碳原子雜化軌道為3，均采取sp²雜化，而CH≡CH中碳原子雜化軌道為2，采取sp雜化，
故答案為：①③④；
（6）碳原子位于晶胞體心，只有1個C原子，鎂位于頂點，晶胞中Mg原子數目為8×$\frac{1}{8}$=1，鎳位于面心，每個鎳原子被兩個晶胞共用，故每個晶胞中鎳原子個數為6×$\frac{1}{2}$=3，故晶體化學式為MgCNi₃；Mg原子處于頂點，與之最近的Ni原子處于面心，每個頂點為12面共用，故晶體中每個鎂原子周圍距離最近的鎳原子有12個；
故答案為：12．

點評 本題是對物質結構與性質的考查，涉及氫鍵、等電子體、化學鍵、雜化方式、晶胞計算等，會運用價層電子對互斥理論或雜化軌道理論判斷空間構型，題目難度中等．