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式為________。

②1 mol CH2=CH-CH2OH含___molσ鍵，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－互為等電子體的分子為_____。

（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)。丙烯腈分子中碳原子軌道雜化類型是________。

Answer 1

【答案】3d84s2 9 sp2、sp3 N2(或CO等合理答案) sp、sp2雜化

【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式；

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 等電子體是指價電子數和原子數相同的分子、離子或原子團，據此書寫與CN－互為等電子體的分子；

(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根據價層電子對互斥理論判斷C原子雜化類型。

(1)①Ni是28號元素，原子核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d84s2，屬于過渡元素，價電子包括3d與4s能級電子，即價電子排布式為：3d84s2，故答案為：3d84s2；

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；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，故答案為：9；sp2、sp3；

③ 等電子體是指價電子數和原子數相同的分子、離子或原子團，則與CN－互為等電子體的分子為N2或CO，故答案為： N2或CO；

(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，故答案為：；

②H2C=CH-C≡N分子中連接雙鍵的C原子價層電子對個數是3且不含孤電子對，所以為sp2雜化，連接三鍵的碳原子價層電子對個數是2且不含孤電子對，所以C原子采用sp雜化，故答案為：sp、sp2。