Question

【题目】Ni2＋与丁二酮肟生成鲜红色丁二酮肟镍沉淀，该反应可用于检验Ni2＋。

(1)Ni2＋基态核外电子排布式为___________。

(2)1mol丁二酮肟分子中含有σ键的数目为______mol。

(3)丁二酮肟镍分子中碳原子的杂化轨道类型为_____。

(4)Ni(CO)4是一种无色液体，沸点为43℃，熔点为－19.3 ℃。Ni(CO)4的晶体类型是____。

(5)与CO互为等电子体的二价阴离子为_____，Ni(CO)4中Ni与CO的C原子形成配位键，不考虑空间构型，Ni(CO)4的结构可用示意图表示为_____。

(6)下列离子的VSEPR模型与离子的空间立体构型一致的是_______。

A.SO32- B.ClO4- C.NO2- D.ClO3-

(7)最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该新型超导晶体的一个晶胞如图所示，则该晶体的化学式为______

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d8或[Ar]3d8 15 sp2、sp3 分子晶体 C B MgCNi3

【解析】

(1)镍原子核外电子数是28，镍原子失去最外层2个电子变成基态Ni2+，根据构造原理书写基态Ni2+的核外电子排布式；

(2)单键中含有一个σ键，双键含有一个σ键和一个π键；

(3)根据价层电子对互斥理论确定中心原子杂化方式；

(4)分子晶体的熔沸点较低；

(5)价电子数相等、原子个数相等的微粒为等电子体；Ni(CO)4中Ni与CO的C原子形成配位键，形成四面体结构。

(6) 价层电子对互斥模型（简称VSEPR模型），根据价电子对互斥理论，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数；σ键个数=配原子个数，孤电子对个数=(a-xb），a指中心原子价电子个数，x指配原子个数，b指配原子形成稳定结构需要的电子个数；分子的立体构型是指分子中的原子在空间的排布，不包括中心原子未成键的孤对电子；实际空间构型要去掉孤电子对，略去孤电子对就是该分子的空间构型；

(7)利用均摊法确定晶胞的化学式，位于顶点上的一个原子被8个晶胞占有，位于面心上的原子被2个晶胞占有，位于体心上的一个原子被一个晶胞占有，据此计算晶胞的化学式。

(1)镍原子核外电子数是28，镍原子失去最外层2个电子变成基态Ni2+，根据构造原理知，基态Ni2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8(或[Ar]3d8)；

(2)已知丁二酮肟的结构式为，分子中含有13个单键，和2个双键，则共含有15个σ键，所以1mol丁二酮肟含有σ键数目为15mol；

(3)甲基上碳原子价层电子对个数是4且不含孤电子对，为sp3杂化，连接甲基的碳原子含有3个价层电子对且不含孤电子对，为sp2杂化；

(4)Ni(CO)4是一种无色液体，沸点为43℃，熔点为－19.3 ℃。可见Ni(CO)4的晶体熔沸点较低，因为分子晶体的熔沸点较低，所以该物质的晶体类型为分子晶体；

(5)价电子数相等，原子个数相等的微粒为等电子体，故与CO互为等电子体的二价阴离子为C22-，Ni(CO)4中Ni与CO的C原子形成配位键，形成四面体结构，其结构图为或；

(6)A.SO32-中价层电子对个数=3+(6+2-3×2)=4且中心S原子上含有一个孤电子对，所以VSEPR模型为四面体结构，离子的空间立体构型为三角锥形结构，A错误；

B.ClO4-中价层电子对个数=4+(7+1-4×2)=4，且中心Cl原子且不含孤电子对，所以离子的VSEPR模型与离子的空间立体构型一致都是平面三角形结构，B正确；

C.NO2-中价层电子对个数=2+×(5+1-2×2)=3，且中心N原子上含有一个孤电子对，所以其VSEPR模型是平面三角形，实际上是V形，C错误；

D.ClO3-中价层电子对个数=3+×(7+1-3×2)=4，且中心Cl原子上含有一个孤电子对，所以VSEPR模型是四面体结构，实际空间构型为三角锥形，D错误；

故合理选项是B。

(7)碳原子位于该晶胞的体心上，所以该晶胞中含有一个C原子；镁原子个数=8×=1，则在该晶胞含有1个Mg原子；Ni原子个数=6×=3，在该晶胞中含有3个Ni原子，所以该晶胞的化学式为MgCNi3。