Question

镍的单质、合金及其化合物用途非常广泛。

(1)Ni^2＋基态核外电子排布式为________。

(2)胶状镍可催化CH₂=CHC≡N加氢生成CH₃CH₂C≡N。CH₂=CHC≡N分子中σ键与π键的数目比n(σ)∶n(π)=________；CH₃CH₂C≡N分子中碳原子轨道的杂化类型为________。

(3)[Ni(N₂H₄)₂](N₃)₂是一种富氮含能材料。配体N₂H₄能与水混溶，除因为它们都是极性分子外，还因为______________________；[Ni(N₂H₄)₂]^2＋中含四个配位键，不考虑空间构型，[Ni(N₂H₄)₂]^2＋的结构可用示意图表示为______________________。

(4)一种新型的功能材料的晶胞结构如下图所示，它的化学式可表示为________。

Answer

[Ar]3d8或1s22s22p63s23p63d8 2∶1 sp和sp3 N2H4与H2O之间可以形成氢键 Ni2MnGa

【解析】

(1)Ni是28号元素，原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2，Ni原子失去4s能级2个电子形成Ni2+；

(2)CH2=CHCN中含有3个C-H键、1个C-C单键、1个C=C双键、1个C≡N三键，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、2个π键；烃基中碳原子均形成4个σ键，没有孤对电子，杂化轨道数目为4，而-CN中碳原子形成2个σ键，也没有孤对电子，杂化轨道数目为2；

(3)配体N2H4与H2O之间可以形成氢键；Ni2+提供空轨道，N2H4中N原子提供孤对电子，形成配位键；

(4)均摊法计算晶胞中Ni、Ga、Mn原子数目，确定化学式。

(1)Ni是28号元素，原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2，Ni原子失去4s能级2个电子形成Ni2+，故Ni2+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8；

(2)CH2=CHCN中含有3个C-H键、1个C-C单键、1个C=C双键、1个C≡N三键，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、2个π键，则分子中σ键与π键的数目比n(σ)：n(π)=(3+1+1+1)：(1+2)=2：1，烃基中碳原子均形成4个σ键，没有孤对电子，杂化轨道数目为4，碳原子采取sp3杂化，而-CN中碳原子形成2个σ键，也没有孤对电子，杂化轨道数目为2，碳原子采取sp杂化；

(3)配体N2H4与H2O之间可以形成氢键，使配体N2H4能与水混溶；Ni2+提供空轨道，N2H4中N原子提供孤对电子，形成配位键，[Ni(N2H4)2]2+的结构可用示意图表示为：；

(4)Ni原子处于小立方体体心，晶胞中Ni原子数目1×8=8，Mn原子处于顶点与面心，晶胞中Mn原子数目=8×+6×=4，Ga处于晶胞体心与棱心，晶胞中Ga原子数目=1+12×=4，则晶胞中Ni、Mn、Ga原子数目之比=8：4：4=2：1：1，故晶体的化学式为：Ni2MnGa。