Question

乙炔是有機合成工業的一種原料，工業上曾用CaC₂與水反應制備乙炔。
(1)CaC₂中C₂^2-與O₂²⁺互為等電子體，O₂²⁺的電子式可表示為       ；1 mol O中含有的π鍵數目為       。
(2)將乙炔通入[Cu(NH₃)₂]Cl溶液生成Cu₂C₂，紅棕色沉淀。Cu^＋基態核外電子排布式為       。
(3)乙炔與氫氰酸反應可得丙烯腈(H₂C=CH—C≡N)。丙烯腈分子中碳原子軌道雜化類型是       ；分子中處于同一直線上的原子數目最多為       。

(4)CaC₂晶體的晶胞結構與NaCl晶體的相似(如右圖所示)，但CaC₂晶體中啞鈴形C₂^2-的存在，使晶胞沿一個方向拉長，CaC₂晶體中1個Ca^2＋周圍距離最近的C₂^2-數目為       。

Answer 1

(1)[∶O??O∶]^2＋2N_A
(2)[Ar]3d¹⁰(或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰)
(3)sp²和sp 3
(4)4

由C₂^2-電子式為[∶C??C∶]^2－可推知O₂²⁺電子式為[∶O??O∶]^2＋，1 mol O₂²⁺中含有π鍵數目為2N_A，氧氧三鍵中含兩個π鍵。Cu^＋由Cu原子失去1個電子而得到，故基態核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰。丙烯腈分子中碳碳雙鍵為sp²雜化，—C≡N鍵為sp雜化，其分子中有一個三鍵，故共鍵的原子為≡N即3個原子共線。
(4)由晶體結構可知CaC₂晶體中1個Ca^2＋周圍距離最近的C₂^2-數目不是6個而是4個，因為啞鈴形C₂^2-只向一個方向拉長，此方向上的兩個C₂^2-與Ca^2＋距離不是最近，所以最近且等距的有4個。