Question

【題目】Ni2＋與丁二酮肟生成鮮紅色丁二酮肟鎳沉淀，該反應(yīng)可用于檢驗Ni2＋。

(1)Ni2＋基態(tài)核外電子排布式為___________。

(2)1mol丁二酮肟分子中含有σ鍵的數(shù)目為______mol。

(3)丁二酮肟鎳分子中碳原子的雜化軌道類型為_____。

(4)Ni(CO)4是一種無色液體，沸點為43℃，熔點為－19.3 ℃。Ni(CO)4的晶體類型是____。

(5)與CO互為等電子體的二價陰離子為_____，Ni(CO)4中Ni與CO的C原子形成配位鍵，不考慮空間構(gòu)型，Ni(CO)4的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為_____。

(6)下列離子的VSEPR模型與離子的空間立體構(gòu)型一致的是_______。

A.SO32- B.ClO4- C.NO2- D.ClO3-

(7)最近發(fā)現(xiàn)，只含鎂、鎳和碳三種元素的晶體竟然也具有超導(dǎo)性。鑒于這三種元素都是常見元素，從而引起廣泛關(guān)注。該新型超導(dǎo)晶體的一個晶胞如圖所示，則該晶體的化學(xué)式為______

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d8或[Ar]3d8 15 sp2、sp3 分子晶體 C B MgCNi3

【解析】

(1)鎳原子核外電子數(shù)是28，鎳原子失去最外層2個電子變成基態(tài)Ni2+，根據(jù)構(gòu)造原理書寫基態(tài)Ni2+的核外電子排布式；

(2)單鍵中含有一個σ鍵，雙鍵含有一個σ鍵和一個π鍵；

(3)根據(jù)價層電子對互斥理論確定中心原子雜化方式；

(4)分子晶體的熔沸點較低；

(5)價電子數(shù)相等、原子個數(shù)相等的微粒為等電子體；Ni(CO)4中Ni與CO的C原子形成配位鍵，形成四面體結(jié)構(gòu)。

(6) 價層電子對互斥模型（簡稱VSEPR模型），根據(jù)價電子對互斥理論，價層電子對個數(shù)=σ鍵個數(shù)+孤電子對個數(shù)；σ鍵個數(shù)=配原子個數(shù)，孤電子對個數(shù)=(a-xb），a指中心原子價電子個數(shù)，x指配原子個數(shù)，b指配原子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)需要的電子個數(shù)；分子的立體構(gòu)型是指分子中的原子在空間的排布，不包括中心原子未成鍵的孤對電子；實際空間構(gòu)型要去掉孤電子對，略去孤電子對就是該分子的空間構(gòu)型；

(7)利用均攤法確定晶胞的化學(xué)式，位于頂點上的一個原子被8個晶胞占有，位于面心上的原子被2個晶胞占有，位于體心上的一個原子被一個晶胞占有，據(jù)此計算晶胞的化學(xué)式。

(1)鎳原子核外電子數(shù)是28，鎳原子失去最外層2個電子變成基態(tài)Ni2+，根據(jù)構(gòu)造原理知，基態(tài)Ni2+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d8(或[Ar]3d8)；

(2)已知丁二酮肟的結(jié)構(gòu)式為，分子中含有13個單鍵，和2個雙鍵，則共含有15個σ鍵，所以1mol丁二酮肟含有σ鍵數(shù)目為15mol；

(3)甲基上碳原子價層電子對個數(shù)是4且不含孤電子對，為sp3雜化，連接甲基的碳原子含有3個價層電子對且不含孤電子對，為sp2雜化；

(4)Ni(CO)4是一種無色液體，沸點為43℃，熔點為－19.3 ℃。可見Ni(CO)4的晶體熔沸點較低，因為分子晶體的熔沸點較低，所以該物質(zhì)的晶體類型為分子晶體；

(5)價電子數(shù)相等，原子個數(shù)相等的微粒為等電子體，故與CO互為等電子體的二價陰離子為C22-，Ni(CO)4中Ni與CO的C原子形成配位鍵，形成四面體結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)圖為或；

(6)A.SO32-中價層電子對個數(shù)=3+(6+2-3×2)=4且中心S原子上含有一個孤電子對，所以VSEPR模型為四面體結(jié)構(gòu)，離子的空間立體構(gòu)型為三角錐形結(jié)構(gòu)，A錯誤；

B.ClO4-中價層電子對個數(shù)=4+(7+1-4×2)=4，且中心Cl原子且不含孤電子對，所以離子的VSEPR模型與離子的空間立體構(gòu)型一致都是平面三角形結(jié)構(gòu)，B正確；

C.NO2-中價層電子對個數(shù)=2+×(5+1-2×2)=3，且中心N原子上含有一個孤電子對，所以其VSEPR模型是平面三角形，實際上是V形，C錯誤；

D.ClO3-中價層電子對個數(shù)=3+×(7+1-3×2)=4，且中心Cl原子上含有一個孤電子對，所以VSEPR模型是四面體結(jié)構(gòu)，實際空間構(gòu)型為三角錐形，D錯誤；

故合理選項是B。

(7)碳原子位于該晶胞的體心上，所以該晶胞中含有一個C原子；鎂原子個數(shù)=8×=1，則在該晶胞含有1個Mg原子；Ni原子個數(shù)=6×=3，在該晶胞中含有3個Ni原子，所以該晶胞的化學(xué)式為MgCNi3。