Question

【题目】据报道，我国化学研究人员用Ni(NO3)2和Tb(CH3COO)3等合成了一个镍的一维链状配位聚合物(如图)，对镍配合物在磁性、电化学性质等方面的研究提出了理论指导。

请回答下列问题：

(1)基态Ni原子的价电子轨道表达式为____________，Ni在元素周期表中处于第____________纵行。

(2)C、N、O三种元素中电负性最大的是____(填元素符号)，C在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是_____________。

(3)Ni(NO3)2中阴离子的空间构型是______，写出与该阴离子互为等电子体的一种分子的化学式：________。

(4)一维链状配位聚合物中，碳原子的杂化形式为________________________。

(5)已知： CH3COOH的沸点为117.9℃， HCOOCH3的沸点为32℃，CH3COOH的沸点高于 HCOOCH3的主要原因是______。

(6)已知：氧化镍的晶胞结构如图所示。

①若NA为阿伏加德罗常数的值，晶体密度为ρg·cm－3，则该晶胞中最近的O2－之间的距离为____pm(用含ρ、NA的代数式表示)。

②某缺陷氧化镍的组成为 Ni0.97O，其中Ni元素只有+2和+3两种价态，两种价态的镍离子数目之比为___。

Answer 1

【答案】 10 O C有4个价电子且半径较小，难以通过得到或失去电子达到稳定结构 平面三角形 SO3(或BF3)（合理即可） sp2、sp3 CH3COOH分子间存在氢键，而HCOOCH3分子之间没有氢键 91:6

【解析】

(1)Ni的原子序数为28，根据构造原理写其价电子轨道表达式；

(2)同周期元素从左至右，电负性依次增强；根据碳原子的原子结构特点分析其成键特点；

(3)根据价层电子对互斥理论分析离子构型；互为等电子体的分子或离子的价电子总数和原子总数均相等；

(4)根据杂化轨道理论分析碳原子的杂化方式；

(5)根据氢键对物质性质的影响分析；

(6)①根据均摊法，确定晶胞中离子个数，进而计算晶胞的质量，再计算晶胞的边长，再根据几何关系计算最近的O2－之间的距离；

②根据守恒思想和化合价代数和为0计算。

(1)Ni的原子序数为28，在元素周期表中处于第10纵行，根据构造原理可写出其价电子轨道表达式为，故答案为：；10；

(2)同周期元素从左至右，电负性依次增强，则C、N、O三种元素中电负性最大的是O元素，由于C有4个价电子且半径较小，难以通过得到或失去电子达到稳定结构，所以C在形成化合物时，其键型以共价键为主，故答案为：O；C有4个价电子且半径较小，难以通过得到或失去电子达到稳定结构；

(3)Ni(NO3)2的阴离子为NO3-，中心原子N原子的σ键电子对数为3，孤电子对数= ，则N原子的价层电子对数为3，N原子采取sp2杂化，则其空间构型是平面三角形；SO3(或BF3)与其互为等电子体，它们的价电子总数和原子总数均相等，故答案为：平面三角形；SO3(或BF3)（合理即可）；

(4)由一维链状配位聚合物的结构可知，其碳原子的σ键电子对数为分别为3、4，没有孤电子对，则碳原子的价层电子对数分别为3、4，则碳原子的杂化形式为sp2、sp3，故答案为：sp2、sp3；

(5)在CH3COOH中存在O-H键，因此分子之间可形成氢键，而HCOOCH3分子不具备形成氢键的条件，分子之间没有氢键，因此CH3COOH的沸点较高，故答案为：CH3COOH分子间存在氢键，而HCOOCH3分子之间没有氢键；

(6)①根据均摊法可知，晶胞中O2-的个数为，Ni2+的个数为，则晶胞的质量为，则晶胞的边长为，则该晶胞中最近的O2－之间的距离为pm，故答案为：；

②设Ni2+和Ni3+的个数分别为x、y，则可得方程组，x+y=0.97，2x+3y=2，x=0.91，y=0.06，则Ni2+和Ni3+的个数之比为0.91:0.06=91:6，故答案为：91:6。