Question

17．研究物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，有助于人們理解物質(zhì)變化的本質(zhì)．請回答：

（1）C₆₀和金剛石都是碳的同素異形體，金剛石熔點(diǎn)＞ C₆₀的熔點(diǎn)（填＞，＜）在冰的晶體中，每個(gè)水分子周圍有4個(gè)最緊鄰的水分子．
（2）利用CO可以合成化工原料COCl₂、配合物Fe（CO）₅等．
①COCl₂分子的結(jié)構(gòu)式為  ，COCl₂分子內(nèi)含有D（填標(biāo)號(hào)）；
A．4個(gè)σ鍵                      B．2個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵
C．2個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵           D．3 個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵
②Fe（CO）₅中中心原子的配位體是CO、配位數(shù)是5、
（3）配合物Ni（CO）₄常溫下呈液態(tài)，易溶于CCl₄、苯等有機(jī)溶劑．固態(tài)Ni（CO）₄屬于分子晶體；寫出一種與CO互為等電子體的粒子的化學(xué)式N₂、CN^-．
（4）某鎳配合物結(jié)構(gòu)如1圖所示，分子內(nèi)含有的作用力有ACE（填序號(hào)）．
A．氫鍵　　　B．離子鍵　　　C．共價(jià)鍵   D．金屬鍵    E．配位鍵
（5）很多不飽和有機(jī)物在Ni催化下可與H₂發(fā)生加成反應(yīng)，如①CH₂═CH₂ ②HC≡CH、③④HCHO等，其中碳原子采取sp²雜化的分子有①③④（填序號(hào)）．
（6）據(jù)報(bào)道，含有鎂、鎳和碳三種元素的某種晶體具有超導(dǎo)性，其結(jié)構(gòu)如圖2所示．晶體中每個(gè)鎂原子周圍距離最近的鎳原子有12個(gè)．

Answer 1

分析 （1）分子晶體的熔點(diǎn)較低，原子晶體熔點(diǎn)高；冰晶體中水分子間除了范德華力之外還存在氫鍵，由于氫鍵具有方向性；
（2）①根據(jù)一個(gè)單鍵是一個(gè)σ鍵，一個(gè)雙鍵中含有一個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵；②根據(jù)配合物Fe（CO）₅結(jié)構(gòu)分析中心原子為Fe，配體為CO、配位數(shù)為5；
（3）根據(jù)配合物Ni（CO）₄的性質(zhì)熔點(diǎn)、溶解性判斷；原子數(shù)目相等、價(jià)電子總數(shù)也相等的微粒為等電子體；
（4）分子中N原子與Ni形成配位鍵，H原子與O原子之間形成分子內(nèi)氫鍵，其它原子之間還形成共價(jià)鍵；
（5）碳原子采取sp²雜化，說明碳原子雜化軌道為3，雜化軌道數(shù)目=σ鍵數(shù)目+孤對(duì)電子；
（6）Mg原子處于頂點(diǎn)，與之最近的Ni原子處于面心，每個(gè)頂點(diǎn)為12面共用．

解答 解：（1）C₆₀ 屬于分子晶體，分子晶體的熔點(diǎn)較低，金剛石屬于原子晶體，熔點(diǎn)高，所以金剛石熔點(diǎn)＞C₆₀的熔點(diǎn)，冰晶體中水分子間除了范德華力之外還存在氫鍵，由于氫鍵具有方向性，故每個(gè)水分子周圍只有4個(gè)緊鄰的水分子，
故答案為：＞；4；
（2）①COCl₂分子的結(jié)構(gòu)式為：，分子中含有2個(gè)單鍵和1個(gè)雙鍵，則COCl₂分子內(nèi)含有3個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵，
故答案為：D；
②根據(jù)配合物Fe（CO）₅結(jié)構(gòu)分析，有孤對(duì)電子的原子或離子為配體，所以配體為CO，配位數(shù)就是配體的個(gè)數(shù)，所以配位數(shù)為5，
故答案為：CO；5；
（3）因?yàn)镹i（CO）₄常溫下為液態(tài)，易溶于CCl₄、苯等有機(jī)溶劑，根據(jù)相似相溶原理知，固態(tài)Ni（CO）₄屬于分子晶體；與CO互為等電子體的粒子含有2個(gè)原子、價(jià)電子數(shù)目為10，為N₂、CN^-等，
故答案為：分子；N₂、CN^-；
（4）分子中N原子與Ni形成配位鍵，H原子與O原子之間形成分子內(nèi)氫鍵，其它原子之間還形成共價(jià)鍵，沒有金屬鍵、離子鍵，
故選：ACE；
（5）CH₂=CH₂、、HCHO中碳原子雜化軌道為3，均采取sp²雜化，而CH≡CH中碳原子雜化軌道為2，采取sp雜化，
故答案為：①③④；
（6）碳原子位于晶胞體心，只有1個(gè)C原子，鎂位于頂點(diǎn)，晶胞中Mg原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$=1，鎳位于面心，每個(gè)鎳原子被兩個(gè)晶胞共用，故每個(gè)晶胞中鎳原子個(gè)數(shù)為6×$\frac{1}{2}$=3，故晶體化學(xué)式為MgCNi₃；Mg原子處于頂點(diǎn)，與之最近的Ni原子處于面心，每個(gè)頂點(diǎn)為12面共用，故晶體中每個(gè)鎂原子周圍距離最近的鎳原子有12個(gè)；
故答案為：12．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及氫鍵、等電子體、化學(xué)鍵、雜化方式、晶胞計(jì)算等，會(huì)運(yùn)用價(jià)層電子對(duì)互斥理論或雜化軌道理論判斷空間構(gòu)型，題目難度中等．