Question

【题目】高氯酸三碳酰肼合镍{[Ni(CHZ)3](ClO4)2}是一种新型的起爆药。

（1）写出基态Ni原子的外围电子排布图___。

（2）Ni能与CO形成配合物Ni(CO)4，配体CO中提供孤电子对的是C原子而不是O原子，其理由可能是___；1mol该配合物分子中σ键数目为___（设NA为阿伏伽德罗常数的值，下同）。

（3）①ClO4-的VSEPR模型是___。

②写出与ClO4-互为等电子体的一种分子：___(填化学式)。

（4）高氯酸三碳酰肼合镍化学式中的CHZ为碳酰肼，其结构为，它是一种新型的环保锅炉水除氧剂。碳酰肼中氮原子和碳原子的杂化轨道类型分别为___、___。

（5）高氯酸三碳酰肼合镍可由NiO、高氯酸及碳酰肼化合而成。

①高氯酸的酸性强于次氯酸的原因是___。

②如图为NiO晶胞，则晶体中Ni2+的配位数为___；若晶胞中Ni2+距离最近的O2-之间的距离为apm，则NiO晶体的密度=___g·cm-3（用含a、NA的代数式表示）。

Answer 1

【答案】 电负性O＞C，O原子不易提供孤电子对 8NA 正四面体 CCl4 sp3 sp2 非羟基氧的个数越多，Cl的正电性越高，导致Cl﹣O﹣H中O的电子越向Cl偏移，越容易电离出H+ 6

【解析】

(1)Ni元素原子核外有28个电子，原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d84s2；

(2)电负性越大，原子越不易提供孤电子对；Ni原子形成的4个配位键属于σ键，CO与N2互为等电子体，CO分子结构式为C≡O，CO分子中含有1个σ键、2个π键；

(3)①1molClO4﹣离子中有4molσ键；

②原子总数相同、价层电子对总数相等的粒子互为等电子体；

(4)碳酰肼中氮原子有一对孤电子对且形成3个σ键，碳原子形成3个σ键；

(5)①非羟基氧数目越多，中心元素的正电性越高，越容易电离出离子；

②以顶点Ni2+为参照，其周围等距且最近的氧离子处于棱心；由Ni2+距离最近的O2﹣之间的距离可计算晶胞参数，由晶胞参数计算晶胞体积V，由均摊法计算晶胞中Ni2+和O2﹣的数目，可计算晶胞质量m，根据晶体密度ρ＝计算。

(1)Ni元素原子核外有28个电子，原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d84s2，外围电子排布图为；

(2)电负性O＞C，O原子不易给出孤电子对，配体CO中提供孤电子对的是C原子。Ni原子形成的4个配位键属于σ键，CO与N2互为等电子体，CO分子结构式为C≡O，CO分子中含有1个σ键、2个π键，故Ni(CO)4中含有8个σ键、8个π键，1 mol 该配合物分子中σ 键数目为8NA；

(3)①1molClO4﹣离子中有4molσ键，其杂化方式为sp3，VSEPR 模型是正四面体；

②原子总数相同、价层电子对总数相等的粒子互为等电子体，1molClO4﹣离子有5mol原子，价电子为32，其等电子体为CCl4或SiF4等；

(4)碳酰肼中氮原子有一对孤电子对，每个N原子形成3个σ键，故杂化方式为sp3．碳原子形成3个σ键，杂化方式为sp2；

(5)①HClO4中非羟基氧数目比HClO的多，HClO4中Cl的正电性更高，导致Cl﹣O﹣H中O的电子向Cl的偏移程度比HClO的大，HClO4更易电离出H+，酸性越强；

②以顶点Ni2+为参照，其周围等距且最近的氧离子处于棱心，可知Ni2+的配位数为3×8×＝6．若晶胞中Ni2+距离最近的O2﹣之间的距离为a pm，则晶胞参数为2a pm＝2a×10﹣10cm，晶胞体积V＝(2a×10﹣10)3cm3．晶胞中Ni2+数目为8×+4×＝4，O2﹣数目为12×+1＝4，则晶胞的质量m＝，故晶胞密度ρ＝＝gcm﹣3。