Question

【題目】據(jù)科技日?qǐng)?bào)網(wǎng)報(bào)道南開(kāi)大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)借助鎳和苯基硼酸共催化劑，首次實(shí)現(xiàn)丙烯醇高效、綠色合成。丙烯醇及其化合物可合成甘油、醫(yī)藥、農(nóng)藥、香料，合成維生素E和KI及天然抗癌藥物紫杉醇中都含有關(guān)鍵的丙烯醇結(jié)構(gòu)。丙烯醇的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH2=CH－CH2OH。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)基態(tài)鎳原子的電子排布式為____________________________________________。

(2)1 mol CH2=CH－CH2OH中σ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)比為___________，丙烯醇分子中碳原子的雜化類型為___________。

(3)丙醛(CH3CH2CHO的沸點(diǎn)為49℃，丙烯醇(CH2=CHCH2OH)的沸點(diǎn)為91℃，二者相對(duì)分子質(zhì)量相等，沸點(diǎn)相差較大的主要原因是______________________。

(4)羰基鎳[Ni(CO)4]用于制備高純度鎳粉，它的熔點(diǎn)為－25℃，沸點(diǎn)為43℃。羰基鎳晶體類型是___________。

(5)Ni2+能形成多種配離子，如[Ni(NH3)6]2+、[Ni(SCN)3]－和[Ni(CN)4]2－等。[Ni(NH3)6]2+中心原子的配位數(shù)是___________ ，與SCN-互為等電子體的分子為___________。

(6)“NiO”晶胞如圖所示。

①氧化鎳晶胞中原子坐標(biāo)參數(shù)：A(0，0，0)、B(1，1，0)，則C原子坐標(biāo)參數(shù)為___________。

②已知：氧化鎳晶胞密度為dg/cm3，NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值，則Ni2+半徑為___________nm(用代數(shù)式表示)。

Answer 1

【答案】[Ar]3d84s2 9：1 sp2、sp3 丙烯醇分子間存在氫鍵 分子晶體 6 N2O(或CO2、BeCl2等) (，1，1) ×107

【解析】

(1)Ni是28號(hào)元素，原子核外電子排布式為：1s22s22p63S23p63d84s2，屬于過(guò)渡元素，也可寫為[Ar] 3d84s2；

(2)單鍵為σ鍵，雙鍵含有1個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵，CH2=CH-CH2OH分子含有9個(gè)σ鍵,1個(gè)π鍵；分子中飽和碳原子是sp3雜化，形成碳碳雙鍵的不飽和碳原子是sp2雜化；

(3)丙烯醇中含有羥基，分子之間形成氫鍵，沸點(diǎn)相對(duì)更高；

(4)羰基鎳的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)都很低，符合分子晶體的性質(zhì)；

(5) [Ni(NH3)6]2+中心原子Ni結(jié)合的配位體NH3的配位數(shù)是6；SCN-離子的一個(gè)電荷提供給碳原子，碳原子變?yōu)?/span>N，而O、S原子的最外層電子數(shù)相等，所以它與N2O互為等電子體，而N2O與CO2也互為等電子體；

(6)①氧化鎳晶胞中原子坐標(biāo)參數(shù)：A(0，0，0)、B(1，1，0)則C點(diǎn)對(duì)于的x軸為，Y軸與Z軸都是1，所以C點(diǎn)的坐標(biāo)為(，1，1)；

②觀察晶胞結(jié)構(gòu)、掌握各種微粒的空間位置關(guān)系，用均攤法計(jì)算晶胞中含有的Ni2+、O2-離子數(shù)目，計(jì)算晶胞的質(zhì)量，再根據(jù)晶胞質(zhì)量=晶胞密度×晶胞體積計(jì)算。

(1)Ni是28號(hào)元素，原子核外電子排布式為：1s22s22p63S23p63d84s2，價(jià)電子包括3d與4s能級(jí)電子，核外電子排布式為：[Ar]3d84s2；

(2)單鍵為σ鍵，雙鍵含有1個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵，CH2=CH-CH2OH分子含有9個(gè)σ鍵，1個(gè)π鍵，故1 mol CH2=CH－CH2OH中σ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)比為9:1；分子中飽和碳原子采取sp3 雜化，含碳碳雙鍵的不飽和碳原子采用sp2雜化，故碳原子的雜化軌道類型為sp2、sp3雜化；

(3)丙烯醇中含有羥基，分子之間形成氫鍵，使的它的沸點(diǎn)比丙醛的高很多；

(4)羰基鎳的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)都很低，說(shuō)明微粒間的作用力很小，該晶體屬于分子晶體；

(5) [Ni(NH3)6]2+中心原子Ni結(jié)合的配位體NH3的配位數(shù)是6；SCN-離子的一個(gè)電荷提供給碳原子，碳原子變?yōu)?/span>N，而O、S原子的最外層電子數(shù)相等，所以它與N2O互為等電子體，而N2O與CO2也互為等電子體；

(6)①氧化鎳晶胞中原子坐標(biāo)參數(shù)：A(0，0，0)、B(1，1，0)則C點(diǎn)對(duì)于的x軸為，Y軸與Z軸都是1，所以C點(diǎn)的坐標(biāo)為(，1，1)；

②設(shè)晶胞參數(shù)為anm，觀察氧化鎳晶胞圖，1個(gè)晶胞中含有4個(gè)NiO，面對(duì)角線上的3個(gè)O原子相切，d=，a=×10-7nm，設(shè)Ni2+半徑為xnm,則有2r+2x=a，x=×107nm。