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)烯丙醇高效、綠色合成。烯丙醇及其化合物可成甘油、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)鍵的烯丙醇結(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)鎳原子的價(jià)電子排布式為___________________。

（2）1 mol CH2=CH-CH2OH含__________molσ鍵，烯丙醇分子中碳原子的雜化類型為_____________。

（3）丙醛（CHCH2CHO）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(CN)2]2-和[Ni(SCN)2]-等。NH3的空間構(gòu)型是_____________，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·cm-3，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】 3d84s2 9 sp2、sp3 丙烯醇分子間存在氫鍵 分子晶體 三角錐形 N2O（或CO2、BeCl2等合理答案） （，1，1） ××107

【解析】(1)根據(jù)鎳是28號(hào)元素，結(jié)合核外電子的排布規(guī)律分析解答；

(2)丙烯醇分子中單鍵是σ鍵，雙鍵中有1個(gè)σ鍵；烯丙醇分子中碳原子的雜化類型有2種，飽和碳原子和不飽和碳原子；

(3)根據(jù)丙烯醇分子之間存在除范德華力外，還存在氫鍵分析解答；

(4)根據(jù)羰基鎳晶體的熔點(diǎn)低分析判斷；

(5)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)，σ鍵個(gè)數(shù)=配原子個(gè)數(shù)，孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=×(a-xb)計(jì)算NH3中的N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)，判斷N原子的雜化類型，再判斷空間構(gòu)型；根據(jù)等電子體的概念分析解答；

(6)①立體坐標(biāo)系類似平面坐標(biāo)系，結(jié)合A、B兩點(diǎn)的原子坐標(biāo)分析判斷；②觀察氧化鎳晶胞圖，1個(gè)晶胞含4個(gè)“NiO”，面對(duì)角線上3個(gè)氧離子相切。由密度可以計(jì)算晶胞參數(shù)a；再計(jì)算氧離子半徑，最后利用棱上鎳離子、氧離子相切求出鎳離子半徑。

(1)鎳是28號(hào)元素，基態(tài)鎳原子的價(jià)電子排布式為3d84s2，故答案為：3d84s2；

(2)丙烯醇分子中單鍵是σ鍵，雙鍵中有1個(gè)σ鍵，1個(gè)是π鍵，1 mol CH2=CH-CH2OH含9molσ鍵；烯丙醇分子中碳原子的雜化類型有2種，其中碳碳雙鍵2端的碳原子采用sp2，亞甲基中碳原子采用sp3，故答案為：9；sp2、sp3；

(3)丙醛分子之間存在范德華力，丙烯醇分子之間存在除范德華力外，還存在氫鍵，氫鍵比范德華力強(qiáng)，使丙烯醇的沸點(diǎn)比丙醛高，故答案為：丙烯醇分子間存在氫鍵；

(4)羰基鎳晶體的熔點(diǎn)為-25℃，沸點(diǎn)為43℃，熔沸點(diǎn)較低，屬于分子晶體，故答案為：分子晶體；

(5)NH3中的N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+×(5-3×1)=4，采用sp3雜化，N原子最外層有1個(gè)孤電子對(duì)，空間構(gòu)型為三角錐形；SCN-離子的一個(gè)電荷提供給碳原子，碳變成N，而O和S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，故答案為：三角錐形；N2O(或CO2、BeCl2等)；

(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)應(yīng)的X軸為，Y軸為1，Z軸為1，原子坐標(biāo)參數(shù)為(，1，1)，故答案為：(，1，1)；

②設(shè)晶胞參數(shù)為a，觀察氧化鎳晶胞圖，1個(gè)晶胞含4個(gè)“NiO”，面對(duì)角線上3個(gè)氧離子相切，d＝，a＝×107 nm。因?yàn)槔馍湘囯x子、氧離子相切。設(shè)氧離子半徑為r，有：4r＝a，得：r＝a。設(shè)鎳離子半徑為x，有：2r＋2x＝a，x＝××107 nm。