Question

4．高氯酸三碳酰肼合鎳{[Ni（CHZ）₃]（ClO₄）₂ }是一種新型的起爆藥．
（1）Ni²⁺基態核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸．
（2）ClO₄^-的空間構型是正四面體；與ClO₄^-互為等電子體的一種分子為CCl₄等（填化學式）．
（3）化學式中CHZ為碳酰肼，組成為CO（N₂H₃）₂，碳酰肼中碳原子的雜化軌道類型為sp²；1molCO（N₂H₃）₂分子中含有σ鍵數目為11×6.02×10²³．
（4）高氯酸三碳酰肼合鎳可由NiO、高氯酸及碳酰肼化合而成．NiO的晶胞結構如圖所示，晶胞中含有的Ni²⁺數目為a，Ni²⁺的配位數為b，NiO晶體中每個鎳離子距離最近的鎳離子數目為c，則a：b：c=2：3：6．

Answer 1

分析 （1）Ni元素原子核外有28個電子，原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，Ni失去4s能級2個電子形成Ni²⁺；
（2）計算Cl原子價層電子對數、孤電子對，進而確定ClO₄^-的空間構型；
原子總數相同、價電子總數相同的微粒互為等電子體；
（3）CO（N₂H₃）₂中C原子與O原子之間形成雙鍵，與N原子之間形成C-N單鍵，沒有孤對電子，據此確定雜化軌道數目，進而確定雜化方式，-N₂H₃中氮原子之間形成N-N單鍵，N原子與H原子之間形成N-H單鍵；
（4）Ni²⁺離子位于晶胞頂點及面心，可以均攤法計算晶胞中Ni²⁺數目，以頂點Ni²⁺離子研究，與之最近的O^2-離子位于棱中間且關于Ni²⁺離子對稱，與之最近的Ni²⁺離子位于面心，每個頂點為12個面共用．

解答 解：（1）Ni元素原子核外有28個電子，原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，Ni失去4s能級2個電子形成Ni²⁺，Ni²⁺離子核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸；
（2）ClO₄^-中氯原子價層電子對數為4+$\frac{7+1-2×4}{2}$=4、沒有孤電子對，故其空間構型是：正四面體；
原子總數相同、價電子總數相同的微粒互為等電子體，與ClO₄^-互為等電子體的一種分子為CCl₄等，
故答案為：正四面體；CCl₄等；
（3）CO（N₂H₃）₂中C原子與O原子之間形成雙鍵，與N原子之間形成C-N單鍵，沒有孤對電子，雜化軌道數目為3，C原子采取sp²雜化，-N₂H₃中氮原子之間形成N-N單鍵，N原子與H原子之間形成N-H單鍵，分子中含有11個σ鍵，故1molCO（N₂H₃）₂分子中含有σ鍵數目為11×6.02×10²³，
故答案為：sp²；11×6.02×10²³；
（4）①Ni²⁺離子位于晶胞頂點及面心，晶胞中Ni²⁺數目x=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，以頂點Ni²⁺離子研究，與之最近的O^2-離子位于棱中間且關于Ni²⁺離子對稱，故Ni²⁺的配位數y=6，與之最近的Ni²⁺離子位于面心，每個頂點為12個面共用，與之距離最近的鎳離子數目z=12，故x：y：z=4：6：12=2：3：6，
故答案為：2：3：6．

點評 本題是對物質結構的考查，涉及核外電子排布、雜化軌道、微粒空間構型、化學鍵、晶胞計算等，需要學生具備扎實的基礎，具有一定的空間想象，難度中等．