Question

【題目】（15分）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）氮原子價層電子對的軌道表達式（電子排布圖）為 ．
（2）元素的基態氣態原子得到一個電子形成氣態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
C．立體結構
D．共價鍵類型
②R中陰離子N5﹣中的σ鍵總數為個．分子中的大π鍵可用符號Πmn表示，其中m代表參與形成的大π鍵原子數，n代表參與形成的大π鍵電子數（如苯分子中的大π鍵可表示為Π66），則N5﹣中的大π鍵應表示為 ．
③圖（b）中虛線代表氫鍵，其表示式為（NH4+）N﹣H…Cl、、 ．
（4）R的晶體密度為dgcm﹣3 ， 其立方晶胞參數為anm，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）同周期從左到右核電荷數依次增大，半徑逐漸減小，故結合一個電子釋放出的能量依次增大；N的2p能級處于半充滿狀態，相對穩定，不易結合電子
（3）ABD；C；5NA；Π56；（H3O+）O﹣H…N；（NH4+）N﹣H…N
（4）
【解析】解：（1）氮原子價層電子為最外層電子，即2s22p3 ， 則電子排布圖為 ，故答案為： ；（2）元素的非金屬性越強，越易得到電子，則第一電子親和能越大，同周期從左到右核電荷數依次增大，半徑逐漸減小，從左到右易結合電子，放出的能量增大，N的最外層為半充滿結構，較為穩定，不易結合一個電子，
故答案為：同周期從左到右核電荷數依次增大，半徑逐漸減小，故結合一個電子釋放出的能量依次增大；N的2p能級處于半充滿狀態，相對穩定，不易結合電子；（3）①A．陽離子為H3O+和NH4+ ， NH4+中心原子N含有4個σ鍵，孤電子對數為 =0，價層電子對數為4，雜化類型為sp3 ， H3O+中心原子是O，含有3σ鍵，孤電子對數為 =1，價層電子對數為4，為sp3雜化；
B．由以上分析可知H3O+和NH4+中心原子的價層電子對數都為4；
C．NH4+為空間構型為正四面體，H3O+為空間構型為三角錐形；
D．含有的共價鍵類型都為σ鍵．
兩種陽離子的相同之處為ABD，不同之處為C；
故答案為：ABD；C；
②根據圖（b）N5﹣中鍵總數為5NA個，根據信息，N5﹣有6個電子可形成大π鍵，可用符號Π56表示，
故答案為：5NA；Π56；
③O、N的非金屬性較強，對應的O﹣H、N﹣H都可與H形成氫鍵，還可表示為（H3O+）O﹣H…N、（NH4+）N﹣H…N，
故答案為：（H3O+）O﹣H…N、（NH4+）N﹣H…N；（4）由d= = 可知，y= ，故答案為： ．
（1）氮原子價層電子為最外層電子，即2s22p3 ， 書寫電子排布圖；（2）同周期從左到右核電荷數依次增大，半徑逐漸減小，從左到右易結合電子，放出的能量增大，N的最外層為半充滿結構，較為穩定；（3）①根據圖（b），陽離子為H3O+和NH4+ ， NH4+中心原子N含有4個σ鍵，孤電子對數為 =0，價層電子對數為2，雜化類型為sp3 ， H3O+中心原子是O，含有3σ鍵，孤電子對數為 =1，空間構型為正四面體，價層電子對數為4，為sp3雜化，空間構型為三角錐形；②根據圖（b）N5﹣中鍵總數為5NA個，根據信息，N5﹣的大π鍵可用符號Π56；③O、N的非金屬性較強，對應的O﹣H、N﹣H都可與H形成氫鍵；（4）根據d= = 計算．