Question

【題目】(1)據科技日報網報道，南開大學科研團隊借助鎳和苯基硼酸共催化劑，首次實現烯丙醇高效、綠色合成。烯丙醇及其化合物可制成甘油、醫藥、農藥、香料，合成維生素E和KI及天然抗癌藥物紫杉醇中都含有關鍵的烯丙醇結構。丙烯醇的結構簡式為CH2=CH-CH2OH。請回答下列問題：

①基態鎳原子的價電子排布圖為________。

②1 mol CH2=CH-CH2OH含有σ鍵的數目為________，烯丙醇分子中碳原子的雜化類型為___。

③Ni2+能形成多種配離子，如[Ni(NH3)6]2+、[Ni(CN)2]2－ 和[Ni(SCN)2]－ 等，與CN－互為等電子體的陰離子為_____。

(2)乙炔是有機合成工業的一種原料。工業上曾用CaC2與水反應生成乙炔。

①CaC2中C22－中碳與碳之間存在碳碳三鍵，C22－與O22+互為等電子體，O22+的電子式可表示為_______。

②乙炔與氫氰酸反應可得丙烯腈(H2C=CH-C≡N)。丙烯腈分子中σ鍵和π鍵數目比是________。

Answer 1

【答案】 9NA sp2、sp3 C22- 2：1

【解析】

(1)①Ni是28號元素，原子核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d84s2，據此判斷價電子的排布圖；

②單鍵為σ鍵，雙鍵含有1個σ鍵、1個π鍵，據此分析判斷CH2=CH-CH2OH分子中含有的σ鍵數目；分子中碳原子均沒有孤電子對，而碳碳雙鍵中碳原子形成3個σ鍵，雜化軌道數目為3，另外碳原子形成4個σ鍵，雜化軌道數目為4；

③用替代法書寫等電子體；

(2)①等電子體結構和性質相似，C22-與O22+和氮氣互為等電子體，根據氮氣分子電子式書寫O22+電子式；

②單鍵為σ鍵，雙鍵含有1個σ鍵、1個π鍵，三鍵含有1個σ鍵、兩個π鍵，據此分析。

(1)①Ni是28號元素，原子核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d84s2，價電子排布式為：3d84s2，價電子排布圖為。

②單鍵為σ鍵，雙鍵含有1個σ鍵、1個π鍵，CH2=CH-CH2OH分子含有9個σ鍵，故1molCH2=CH-CH2OH含9molσ鍵，即含有σ鍵的數目為9NA；分子中碳原子均沒有孤電子對，而碳碳雙鍵中碳原子形成3個σ鍵，雜化軌道數目為3，C原子的雜化方式為sp2雜化，另外碳原子形成4個σ鍵，雜化軌道數目為4，碳原子采取sp3雜化。

③等電子體是指價電子總數和原子總數相同的分子、離子或原子團，則與CN－互為等電子體的分子為N2或CO、陰離子為C22-。

(2)①等電子體結構和性質相似，C22-與O22+和氮氣互為等電子體，根據氮氣分子的電子式可知，O22+電子式為。

②H2C=CH-C≡N分子中含3個C—H鍵、1個C=C鍵、1個C—C鍵、1個C≡N鍵，單鍵為σ鍵，雙鍵含有1個σ鍵、1個π鍵，三鍵含有1個σ鍵、兩個π鍵，則丙烯腈分子中σ鍵和π鍵數目比是6:3=2:1。