题目内容

4.GTN{[Ni(CHZ)3](ClO42}是一种具有较强爆轰成长距离的初发药.
(1)基态镍原子有2个未成对电子,二价镍离子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8
(2)ClO4-的空间构型是正四面体(用文字描述);与ClO4-互为等电子体的一种分子为CCl4等(填化学式);HClO4酸性比HClO2强,其原因是HClO4有3个非羟基氧,而HClO2有1个非羟基氧.
(3)化学式中CHZ为碳酸酰肼,化学式为CO(N2H32,碳酰肼中碳原子的杂化轨道类型为sp2;1molCO(N2H32分子中含有σ键数目为11NA
(4)高氯酸三碳酰肼合镍可由NiO、高氯酸及碳酰肼化合而成,NiO的晶胞结构如图所示,晶胞中含有的Ni2+数目为x,Ni2+的配位数为y,边长为0.208nm,每个Ni2+距离最近的Ni2+数目为z.
    ①x:y:z=2:3:6.
    ②列式NiO晶体的密度为:$\frac{4×75}{(2.08×1{0}^{-10})^{3}{N}_{A}}$g•cm-3(不必计算出结果).

分析 (1)基态镍原子有28个电子,其原子核外有2个未成对电子,镍原子失去最外层两个电子生成二价镍离子,根据构造原理书写二价镍离子核外电子排布式;
(2)计算Cl原子价层电子对数、孤电子对,进而确定ClO4-的空间构型;
原子总数相同、价电子总数相同的微粒互为等电子体;
非羟基氧越多,酸性越强;
(3)CO(N2H32中C原子与O原子之间形成双键,与N原子之间形成C-N单键,没有孤对电子,据此确定杂化轨道数目,进而取得杂化方式,-N2H3中氮原子之间形成N-N单键,N原子与H原子之间形成N-H单键;
(4)①Ni2+离子位于晶胞顶点及面心,可以均摊法计算晶胞中Ni2+数目,以顶点Ni2+离子研究,与之最近的O2-离子位于棱中间且关于Ni2+离子对称,与之最近的Ni2+离子位于面心,每个顶点为12个面共用;
②利用均摊法计算晶胞中O2-、Ni2+离子数目,进而计算晶胞质量,再根据ρ=$\frac{m}{V}$计算.

解答 解:(1)Ni元素原子核外有28个电子,原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d84s2,3d能级有2个未成对的电子,Ni失去4s能级2个电子形成Ni2+,Ni2+离子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d8
故答案为:2;1s22s22p63s23p63d8
(2)ClO4-中氯原子价层电子对数为4+$\frac{7+1-2×4}{2}$=4、没有孤电子对,故其空间构型是:正四面体;
原子总数相同、价电子总数相同的微粒互为等电子体,与ClO4-互为等电子体的一种分子为CCl4等;
HClO4有3个非羟基氧,而HClO2有1个非羟基氧,非羟基氧越多,酸性越强,HClO4酸性比HClO2强,
故答案为:正四面体;CCl4等;HClO4有3个非羟基氧,而HClO2有1个非羟基氧;
(3)CO(N2H32中C原子与O原子之间形成双键,与N原子之间形成C-N单键,没有孤对电子,杂化轨道数目为3,C原子采取sp2杂化,-N2H3中氮原子之间形成N-N单键,N原子与H原子之间形成N-H单键,分子中含有11个σ键,故1molCO(N2H32分子中含有σ键数目为11NA
故答案为:sp2;11NA
(4)①Ni2+离子位于晶胞顶点及面心,晶胞中Ni2+数目x=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4,以顶点Ni2+离子研究,与之最近的O2-离子位于棱中间且关于Ni2+离子对称,故Ni2+的配位数y=6,与之最近的Ni2+离子位于面心,每个顶点为12个面共用,与之距离最近的镍离子数目z=12,故x:y:z=4:6:12=2:3:6,
故答案为:2:3:6;
②晶胞中O2-离子数目为1+12×$\frac{1}{4}$=4,故晶胞质量为4×$\frac{59+16}{{N}_{A}}$g,晶胞体积为(2.08×10-10cm)3,故晶胞密度为$\frac{\frac{59+16}{{N}_{A}}×4}{(2.08×1{0}^{-10})^{3}}$g/cm3=$\frac{4×75}{(2.08×1{0}^{-10})^{3}{N}_{A}}$g/cm3
故答案为:$\frac{4×75}{(2.08×1{0}^{-10})^{3}{N}_{A}}$.

点评 本题考查物质结构和性质,涉及晶胞计算、原子杂化方式判断、微粒空间构型判断、原子核外电子排布等知识点,这些都是高频考点,侧重考查学生空间选项能力及计算能力,难点是晶胞计算,知道密度公式中各个字母含义,题目难度中等.

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