Question

【题目】[物质结构与性质]（1）酒石酸钛配合物广泛应用于药物合成。酒石酸（结构如图所示）中羧基氧原子的轨道杂化类型分别是______________

（2）氰酸（HOCN）的结构式是_________，根据等电子体原理，可推测氰酸根离子的空间构型是____。

（3）FeBr2为只含有离子键的离子化合物，其晶胞结构如图a，距一个Fe2+离子最近的所有Br-离子为顶点构成的几何体为_____________．

（4）二茂铁是最重要的金属茂基配合物，也是最早被发现的夹心配合物，包含两个环戊二烯基与铁原子成键．二茂铁的结构为一个铁原子处在两个平行的环戊二烯基环的之间，结构如图b所示，已知二茂铁的一氯代物只有一种．

①二茂铁的分子式为__________．

②穆斯堡尔谱学数据显示，二茂铁中心铁原子的氧化态为+2，每个茂环带有一个单位负电荷．因此每个环含有________个π电子．

③二茂铁中两个茂环可以是重叠的（D5h），也可以是错位的（D5d），它们之间的能垒仅有8～20kJ/mol．温度升高时则绕垂直轴相对转动，使得两种结构可以相互转换，转换过程中能量变化如图c．比较稳定的是__________结构（填“重叠”或“错位”）．

（5）氧化镍（NiO）是一种纳米材料，比表面积S(m2/g)是评价纳米材料的重要参数之一（纳米粒子按球形计）。基态Ni2+有_________个未成对电子，已知氧化镍的密度为ρg/cm3；其纳米粒子的直径为Dnm列式表示其比表面积 ____________m2/g。

Answer 1

【答案】sp2H-O-C≡N直线型立方体C10H10Fe6重叠26000/Dρ

【解析】

（1）羧基的结构简式为，两个O原子的价层电子对数分别为3、4，则杂化类型分别为sp2、sp3；

（2）碳为四配位，氮为三配位，氧为两配位，故氰酸（HOCN）的结构式是N≡C-O-H；氰酸（HOCN）的结构式是N≡C-O-H，中心原子碳原子价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=2+（4-2×2）=2，采取sp杂化；CNO-电子数为22，与CNO-互为等电子体微粒为CO2，CO2是直线型分子，等电子体的结构相似，所以CNO-的空间构型是直线型；

（3）距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体是立方体；
（4）①因为包含两个环戊二烯基与铁原子，又环戊二烯基为-C5H5，所以二茂铁的分子式为C10H10Fe；
②因为每个环戊二烯中含有5个C原子，在加上铁原子的一个电子，所以每个环含有的π电子数为6；
③由图象知，D5h的能量较低，所以比较稳定的是重叠结构；

（5）Ni的原子序数为28，电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，基态Ni2+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8，3d有8个电子，其中2个单电子；其纳米粒子的直径为Dnm=D×10-7m，表面积为4π（×10-7）2cm2=4π（×10-7）2×10-4 m2=4π（×10-7）2×10-4 m2=πD2×10-18m2，体积为π（×10-7）3cm3，纳米粒子的质量为π（×10-7）3cm3×ρg/cm3=π（×10-7）3×ρg=g，比表面积为=6000/Dρ。