Question

(1)据科技日报网报道，南开大学科研团队借助镍和苯基硼酸共催化剂，首次实现烯丙醇高效、绿色合成。烯丙醇及其化合物可制成甘油、医药、农药、香料，合成维生素E和KI及天然抗癌药物紫杉醇中都含有关键的烯丙醇结构。丙烯醇的结构简式为CH₂=CH-CH₂OH。请回答下列问题：

①基态镍原子的价电子排布图为________。

②1 mol CH₂=CH-CH₂OH含有σ键的数目为________，烯丙醇分子中碳原子的杂化类型为___。

③Ni²⁺能形成多种配离子，如[Ni(NH₃)₆]²⁺、[Ni(CN)₂]^2－ 和[Ni(SCN)₂]^－ 等，与CN^－互为等电子体的阴离子为_____。

(2)乙炔是有机合成工业的一种原料。工业上曾用CaC₂与水反应生成乙炔。

①CaC₂中C₂^2－中碳与碳之间存在碳碳三键，C₂^2－与O₂²⁺互为等电子体，O₂²⁺的电子式可表示为_______。

②乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈(H₂C=CH-C≡N)。丙烯腈分子中σ键和π键数目比是________。

Answer

9NA sp2、sp3 C22- 2：1

【解析】

(1)①Ni是28号元素，原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d84s2，据此判断价电子的排布图；

②单键为σ键，双键含有1个σ键、1个π键，据此分析判断CH2=CH-CH2OH分子中含有的σ键数目；分子中碳原子均没有孤电子对，而碳碳双键中碳原子形成3个σ键，杂化轨道数目为3，另外碳原子形成4个σ键，杂化轨道数目为4；

③用替代法书写等电子体；

(2)①等电子体结构和性质相似，C22-与O22+和氮气互为等电子体，根据氮气分子电子式书写O22+电子式；

②单键为σ键，双键含有1个σ键、1个π键，三键含有1个σ键、两个π键，据此分析。

(1)①Ni是28号元素，原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d84s2，价电子排布式为：3d84s2，价电子排布图为。

②单键为σ键，双键含有1个σ键、1个π键，CH2=CH-CH2OH分子含有9个σ键，故1mol CH2=CH-CH2OH含9molσ键，即含有σ键的数目为9NA；分子中碳原子均没有孤电子对，而碳碳双键中碳原子形成3个σ键，杂化轨道数目为3，C原子的杂化方式为sp2杂化，另外碳原子形成4个σ键，杂化轨道数目为4，碳原子采取sp3 杂化。

③等电子体是指价电子总数和原子总数相同的分子、离子或原子团，则与CN－互为等电子体的分子为N2或CO、阴离子为C22-。

(2)①等电子体结构和性质相似，C22-与O22+和氮气互为等电子体，根据氮气分子的电子式可知，O22+电子式为。

②H2C=CH-C≡N分子中含3个C—H键、1个C=C键、1个C—C键、1个C≡N键，单键为σ键，双键含有1个σ键、1个π键，三键含有1个σ键、两个π键，则丙烯腈分子中σ键和π键数目比是6:3=2:1。