Question

【題目】高氯酸三碳酰肼合鎳{[Ni(CHZ)3](ClO4)2}是一種新型的起爆藥。

（1）寫出基態(tài)Ni原子的外圍電子排布圖___。

（2）Ni能與CO形成配合物Ni(CO)4，配體CO中提供孤電子對的是C原子而不是O原子，其理由可能是___；1mol該配合物分子中σ鍵數(shù)目為___（設NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值，下同）。

（3）①ClO4-的VSEPR模型是___。

②寫出與ClO4-互為等電子體的一種分子：___(填化學式)。

（4）高氯酸三碳酰肼合鎳化學式中的CHZ為碳酰肼，其結(jié)構(gòu)為，它是一種新型的環(huán)保鍋爐水除氧劑。碳酰肼中氮原子和碳原子的雜化軌道類型分別為___、___。

（5）高氯酸三碳酰肼合鎳可由NiO、高氯酸及碳酰肼化合而成。

①高氯酸的酸性強于次氯酸的原因是___。

②如圖為NiO晶胞，則晶體中Ni2+的配位數(shù)為___；若晶胞中Ni2+距離最近的O2-之間的距離為apm，則NiO晶體的密度=___g·cm-3（用含a、NA的代數(shù)式表示）。

Answer 1

【答案】 電負性O＞C，O原子不易提供孤電子對 8NA 正四面體 CCl4 sp3 sp2 非羥基氧的個數(shù)越多，Cl的正電性越高，導致Cl﹣O﹣H中O的電子越向Cl偏移，越容易電離出H+ 6

【解析】

(1)Ni元素原子核外有28個電子，原子核外電子排布為1s22s22p63s23p63d84s2；

(2)電負性越大，原子越不易提供孤電子對；Ni原子形成的4個配位鍵屬于σ鍵，CO與N2互為等電子體，CO分子結(jié)構(gòu)式為C≡O，CO分子中含有1個σ鍵、2個π鍵；

(3)①1molClO4﹣離子中有4molσ鍵；

②原子總數(shù)相同、價層電子對總數(shù)相等的粒子互為等電子體；

(4)碳酰肼中氮原子有一對孤電子對且形成3個σ鍵，碳原子形成3個σ鍵；

(5)①非羥基氧數(shù)目越多，中心元素的正電性越高，越容易電離出離子；

②以頂點Ni2+為參照，其周圍等距且最近的氧離子處于棱心；由Ni2+距離最近的O2﹣之間的距離可計算晶胞參數(shù)，由晶胞參數(shù)計算晶胞體積V，由均攤法計算晶胞中Ni2+和O2﹣的數(shù)目，可計算晶胞質(zhì)量m，根據(jù)晶體密度ρ＝計算。

(1)Ni元素原子核外有28個電子，原子核外電子排布為1s22s22p63s23p63d84s2，外圍電子排布圖為；

(2)電負性O＞C，O原子不易給出孤電子對，配體CO中提供孤電子對的是C原子。Ni原子形成的4個配位鍵屬于σ鍵，CO與N2互為等電子體，CO分子結(jié)構(gòu)式為C≡O，CO分子中含有1個σ鍵、2個π鍵，故Ni(CO)4中含有8個σ鍵、8個π鍵，1 mol 該配合物分子中σ 鍵數(shù)目為8NA；

(3)①1molClO4﹣離子中有4molσ鍵，其雜化方式為sp3，VSEPR 模型是正四面體；

②原子總數(shù)相同、價層電子對總數(shù)相等的粒子互為等電子體，1molClO4﹣離子有5mol原子，價電子為32，其等電子體為CCl4或SiF4等；

(4)碳酰肼中氮原子有一對孤電子對，每個N原子形成3個σ鍵，故雜化方式為sp3．碳原子形成3個σ鍵，雜化方式為sp2；

(5)①HClO4中非羥基氧數(shù)目比HClO的多，HClO4中Cl的正電性更高，導致Cl﹣O﹣H中O的電子向Cl的偏移程度比HClO的大，HClO4更易電離出H+，酸性越強；

②以頂點Ni2+為參照，其周圍等距且最近的氧離子處于棱心，可知Ni2+的配位數(shù)為3×8×＝6．若晶胞中Ni2+距離最近的O2﹣之間的距離為a pm，則晶胞參數(shù)為2a pm＝2a×10﹣10cm，晶胞體積V＝(2a×10﹣10)3cm3．晶胞中Ni2+數(shù)目為8×+4×＝4，O2﹣數(shù)目為12×+1＝4，則晶胞的質(zhì)量m＝，故晶胞密度ρ＝＝gcm﹣3。