Question

（2012?唐山二模）【化學--選修物質結構與性質】
（1）目前，利用金屬或合金儲氫的研究已取得很大進步，右圖是一種鎳基合金儲氫后的晶胞結構圖．
①Ni原子的價電子排布式是

3d⁸4s²

．
②該合金儲氫后，含1mol La的合金可吸附H₂的數(shù)目為

3N_A

．
（2）某化學實驗室合成了一種多功能材料--對硝基苯酚水合物X（化學式為C₆H₅NO₃?l.5H₂O）．實驗表明，加熱至94℃時X能失去結晶水，由黃色變成鮮亮的紅色，在空氣中溫度降低又變?yōu)辄S色．
①X中四種基本元素的電負性由大到小的順序是

O＞N＞C＞H

．
②X中四種基本元素中第一電離能最高的元素的原子的軌道表示式為

．
③X失去結晶水的過程中，破壞的微粒間作用力是

氫鍵

，
（3）科學家把NaNO₃和Na₂O在一定條件下反應得到一種白色晶體，已知其中陰離子與SO^2-₄互為等電子體，且該陰離子中的各原子的最外層電子都滿足8電子穩(wěn)定結構．
該陰離子的電子式是

，氮原子的雜化方式是

sp³

．

Answer 1

分析：（1）①Ni是28號元素，其核外有28個電子，鎳原子3d、4s能級上電子為其價電子，根據(jù)構造原理書寫其價電子排布式；
②利用均攤法計算該晶胞中氫氣分子和La原子個數(shù)之比，根據(jù)氫分子和La原子個數(shù)的關系式計算；
（2）①同周期自左而右元素電負性增大，元素的非金屬性越強其電負性越強；
②同周期自左而右元素第一電離能呈增大趨勢，N元素2p能級容納3個電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，非金屬性越強第一電離能越大，故N元素的第一電離能最大；
③對硝基苯酚水合物之間氧原子和氫原子間存在氫鍵；
（3）原子個數(shù)相等價電子數(shù)相等的微粒屬于等電子體，且等電子體結構相似，陰離子與SO₄^2-互為等電子體，且該陰離子中的各原子的最外層電子都滿足8電子穩(wěn)定結構，則該離子是NO₄ ^3-，根據(jù)價層電子對互斥理論確定其雜化方式．

解答：解：（1）①Ni是28號元素，其核外有28個電子，1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，鎳原子3d、4s能級上電子為其價電子，Ni原子的價電子排布式為3d⁸4s²，故答案為：3d⁸4s²；
②該晶胞中氫氣分子個數(shù)=8×

1

8

，La原子個數(shù)=8×

1

8

=1，所以該物質中氫分子和La原子個數(shù)比是3：1，則含1mol La的合金可吸附H₂的數(shù)目為，故答案為：3N_A；
（2）①元素的非金屬性越強其電負性越強，O、N、C、H的非金屬性逐漸減弱，所以O、N、C、H的電負性逐漸減弱，則O、N、C、H的電負性由大到小的順序是O＞N＞C＞H，故答案為：O＞N＞C＞H；
②同周期自左而右元素第一電離能呈增大趨勢，N元素2p能級容納3個電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，非金屬性越強第一電離能越大，故N元素的第一電離能最大，其原子的軌道表示式為：，故答案為：；

③對硝基苯酚水合物之間氧原子和氫原子間存在氫鍵，所以對硝基苯酚水合物失去結晶水的過程中，破壞的微粒間作用力是氫鍵，故答案為：氫鍵；
（3）原子個數(shù)相等價電子數(shù)相等的微粒屬于等電子體，且等電子體結構相似，陰離子與SO₄^2-互為等電子體，且該陰離子中的各原子的最外層電子都滿足8電子穩(wěn)定結構，則該離子是NO₄ ^3-，其電子式為：，該離子中價層電子對數(shù)為4，所以N原子采用sp³雜化，
故答案為：，sp³．

點評：本題是物質結構與性質的綜合題目，涉及雜化軌道、電離能、電負性、核外電子排布規(guī)律、晶胞計算等，難度中等，難點是NO₄ ^3-電子式的書寫，正確理解“該陰離子中的各原子的最外層電子都滿足8電子穩(wěn)定結構”是解（3）題的關鍵，需要學生全面掌握基礎知識，難度中等．