Question

【題目】[2017新課標Ⅱ]我國科學家最近成功合成了世界上首個五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl（用R代表）。回答下列問題：

（1）氮原子價層電子的軌道表達式（電子排布圖）為_____________。

（2）元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個電子形成氣態(tài)負一價離子時所放出的能量稱作第一電子親和能（E1）。第二周期部分元素的E1變化趨勢如圖（a）所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是___________；氮元素的E1呈現(xiàn)異常的原因是__________。

（3）經X射線衍射測得化合物R的晶體結構，其局部結構如圖（b）所示。

①從結構角度分析，R中兩種陽離子的相同之處為_________，不同之處為__________。（填標號）

A．中心原子的雜化軌道類型 B． 中心原子的價層電子對數(shù)

C．立體結構 D．共價鍵類型

②R中陰離子中的σ鍵總數(shù)為________個。分子中的大π鍵可用符號表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)（如苯分子中的大π鍵可表示為），則中的大π鍵應表示為____________。

③圖（b）中虛線代表氫鍵，其表示式為()NH…Cl、____________、____________。

（4）R的晶體密度為d g·cm3，其立方晶胞參數(shù)為a nm，晶胞中含有y個[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]單元，該單元的相對質量為M，則y的計算表達式為______________。

Answer 1

【答案】（1）

（2）同周期元素隨核電荷數(shù)依次增大，原子半徑逐漸變小，故結合一個電子釋放出的能量依次增大 N原子的2p軌道為半充滿狀態(tài)，具有額外穩(wěn)定性，故不易結合一個電子

（3）①ABD C ②5

③(H3O+)O-H…N() ()N-H…N()

（4）

【解析】（1）N原子位于第二周期第VA族，價電子是最外層電子，即電子排布圖是；

（2）根據(jù)圖(a)，同周期隨著核電荷數(shù)依次增大，原子半徑逐漸變小，故結合一個電子釋放出的能量依次增大；氮元素的2p軌道為半充滿狀態(tài)，原子相對穩(wěn)定，不易結合電子；

（3）①根據(jù)圖(b)，陽離子是和H3O＋，中原子N含有4個σ鍵，孤電子對數(shù)為(514×1)/2=0，價層電子對數(shù)為4，雜化類型為sp3，空間構型為正四面體形，H3O＋中心原子是O，含有3個σ鍵，孤電子對數(shù)為(613)/2=1，價層電子對數(shù)為4，雜化類型為sp3，空間構型為三角錐形，因此相同之處為ABD，不同之處為C；②根據(jù)圖(b)，中σ鍵總數(shù)為5個，的大Π鍵應表示為；③根據(jù)圖(b)，還有的氫鍵是：(H3O+)O-H…N()、()N-H…N()；

（4）根據(jù)密度的定義有，d=g/cm3，解得y==。