Question

【題目】據(jù)報(bào)道，我國(guó)化學(xué)研究人員用Ni(NO3)2和Tb(CH3COO)3等合成了一個(gè)鎳的一維鏈狀配位聚合物(如圖)，對(duì)鎳配合物在磁性、電化學(xué)性質(zhì)等方面的研究提出了理論指導(dǎo)。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)基態(tài)Ni原子的價(jià)電子軌道表達(dá)式為____________，Ni在元素周期表中處于第____________縱行。

(2)C、N、O三種元素中電負(fù)性最大的是____(填元素符號(hào))，C在形成化合物時(shí)，其鍵型以共價(jià)鍵為主，原因是_____________。

(3)Ni(NO3)2中陰離子的空間構(gòu)型是______，寫出與該陰離子互為等電子體的一種分子的化學(xué)式：________。

(4)一維鏈狀配位聚合物中，碳原子的雜化形式為________________________。

(5)已知： CH3COOH的沸點(diǎn)為117.9℃， HCOOCH3的沸點(diǎn)為32℃，CH3COOH的沸點(diǎn)高于 HCOOCH3的主要原因是______。

(6)已知：氧化鎳的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。

①若NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，晶體密度為ρg·cm－3，則該晶胞中最近的O2－之間的距離為____pm(用含ρ、NA的代數(shù)式表示)。

②某缺陷氧化鎳的組成為 Ni0.97O，其中Ni元素只有+2和+3兩種價(jià)態(tài)，兩種價(jià)態(tài)的鎳離子數(shù)目之比為___。

Answer 1

【答案】 10 O C有4個(gè)價(jià)電子且半徑較小，難以通過(guò)得到或失去電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu) 平面三角形 SO3(或BF3)（合理即可） sp2、sp3 CH3COOH分子間存在氫鍵，而HCOOCH3分子之間沒(méi)有氫鍵 91:6

【解析】

(1)Ni的原子序數(shù)為28，根據(jù)構(gòu)造原理寫其價(jià)電子軌道表達(dá)式；

(2)同周期元素從左至右，電負(fù)性依次增強(qiáng)；根據(jù)碳原子的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析其成鍵特點(diǎn)；

(3)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論分析離子構(gòu)型；互為等電子體的分子或離子的價(jià)電子總數(shù)和原子總數(shù)均相等；

(4)根據(jù)雜化軌道理論分析碳原子的雜化方式；

(5)根據(jù)氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響分析；

(6)①根據(jù)均攤法，確定晶胞中離子個(gè)數(shù)，進(jìn)而計(jì)算晶胞的質(zhì)量，再計(jì)算晶胞的邊長(zhǎng)，再根據(jù)幾何關(guān)系計(jì)算最近的O2－之間的距離；

②根據(jù)守恒思想和化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算。

(1)Ni的原子序數(shù)為28，在元素周期表中處于第10縱行，根據(jù)構(gòu)造原理可寫出其價(jià)電子軌道表達(dá)式為，故答案為：；10；

(2)同周期元素從左至右，電負(fù)性依次增強(qiáng)，則C、N、O三種元素中電負(fù)性最大的是O元素，由于C有4個(gè)價(jià)電子且半徑較小，難以通過(guò)得到或失去電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以C在形成化合物時(shí)，其鍵型以共價(jià)鍵為主，故答案為：O；C有4個(gè)價(jià)電子且半徑較小，難以通過(guò)得到或失去電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；

(3)Ni(NO3)2的陰離子為NO3-，中心原子N原子的σ鍵電子對(duì)數(shù)為3，孤電子對(duì)數(shù)= ，則N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3，N原子采取sp2雜化，則其空間構(gòu)型是平面三角形；SO3(或BF3)與其互為等電子體，它們的價(jià)電子總數(shù)和原子總數(shù)均相等，故答案為：平面三角形；SO3(或BF3)（合理即可）；

(4)由一維鏈狀配位聚合物的結(jié)構(gòu)可知，其碳原子的σ鍵電子對(duì)數(shù)為分別為3、4，沒(méi)有孤電子對(duì)，則碳原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)分別為3、4，則碳原子的雜化形式為sp2、sp3，故答案為：sp2、sp3；

(5)在CH3COOH中存在O-H鍵，因此分子之間可形成氫鍵，而HCOOCH3分子不具備形成氫鍵的條件，分子之間沒(méi)有氫鍵，因此CH3COOH的沸點(diǎn)較高，故答案為：CH3COOH分子間存在氫鍵，而HCOOCH3分子之間沒(méi)有氫鍵；

(6)①根據(jù)均攤法可知，晶胞中O2-的個(gè)數(shù)為，Ni2+的個(gè)數(shù)為，則晶胞的質(zhì)量為，則晶胞的邊長(zhǎng)為，則該晶胞中最近的O2－之間的距離為pm，故答案為：；

②設(shè)Ni2+和Ni3+的個(gè)數(shù)分別為x、y，則可得方程組，x+y=0.97，2x+3y=2，x=0.91，y=0.06，則Ni2+和Ni3+的個(gè)數(shù)之比為0.91:0.06=91:6，故答案為：91:6。