Question

【題目】據報道，我國化學研究人員用Ni(NO3)2和Tb(CH3COO)3等合成了一個鎳的一維鏈狀配位聚合物(如圖)，對鎳配合物在磁性、電化學性質等方面的研究提出了理論指導。

請回答下列問題：

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

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

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

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

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

(6)已知：氧化鎳的晶胞結構如圖所示。

①若NA為阿伏加德羅常數的值，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+3兩種價態，兩種價態的鎳離子數目之比為___。

Answer 1

【答案】 10 O C有4個價電子且半徑較小，難以通過得到或失去電子達到穩定結構 平面三角形 SO3(或BF3)（合理即可） sp2、sp3 CH3COOH分子間存在氫鍵，而HCOOCH3分子之間沒有氫鍵 91:6

【解析】

(1)Ni的原子序數為28，根據構造原理寫其價電子軌道表達式；

(2)同周期元素從左至右，電負性依次增強；根據碳原子的原子結構特點分析其成鍵特點；

(3)根據價層電子對互斥理論分析離子構型；互為等電子體的分子或離子的價電子總數和原子總數均相等；

(4)根據雜化軌道理論分析碳原子的雜化方式；

(5)根據氫鍵對物質性質的影響分析；

(6)①根據均攤法，確定晶胞中離子個數，進而計算晶胞的質量，再計算晶胞的邊長，再根據幾何關系計算最近的O2－之間的距離；

②根據守恒思想和化合價代數和為0計算。

(1)Ni的原子序數為28，在元素周期表中處于第10縱行，根據構造原理可寫出其價電子軌道表達式為，故答案為：；10；

(2)同周期元素從左至右，電負性依次增強，則C、N、O三種元素中電負性最大的是O元素，由于C有4個價電子且半徑較小，難以通過得到或失去電子達到穩定結構，所以C在形成化合物時，其鍵型以共價鍵為主，故答案為：O；C有4個價電子且半徑較小，難以通過得到或失去電子達到穩定結構；

(3)Ni(NO3)2的陰離子為NO3-，中心原子N原子的σ鍵電子對數為3，孤電子對數= ，則N原子的價層電子對數為3，N原子采取sp2雜化，則其空間構型是平面三角形；SO3(或BF3)與其互為等電子體，它們的價電子總數和原子總數均相等，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構可知，其碳原子的σ鍵電子對數為分別為3、4，沒有孤電子對，則碳原子的價層電子對數分別為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，分子之間沒有氫鍵，因此CH3COOH的沸點較高，故答案為：CH3COOH分子間存在氫鍵，而HCOOCH3分子之間沒有氫鍵；

(6)①根據均攤法可知，晶胞中O2-的個數為，Ni2+的個數為，則晶胞的質量為，則晶胞的邊長為，則該晶胞中最近的O2－之間的距離為pm，故答案為：；

②設Ni2+和Ni3+的個數分別為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+的個數之比為0.91:0.06=91:6，故答案為：91:6。