Question

【題目】[化學(xué)-選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]鎂與鋁、錳形成的合金廣泛應(yīng)用于航天、運(yùn)輸、化工等領(lǐng)域。回答下列問題：

(1)基態(tài)Mn2+核外電子排布式為_________________。

(2)下列各項(xiàng)比較中，Mg>Al的是____________(填選項(xiàng)序號(hào))。

A.電負(fù)性 B.金屬鍵的強(qiáng)弱 C.金屬性 D.基態(tài)原子第一電離能

(3)葉綠素是以鎂離子為中心的卟啉配合物，其結(jié)構(gòu)如圖。

①M(fèi)g2+與N原子形成的化學(xué)鍵為配位鍵的是__________(填“a”或“b”)。

②葉綠素分子中C原子的雜化軌道類型有______________。

(4)MgO具有NaCl型結(jié)構(gòu)(如圖)，MgO晶體的熔點(diǎn)比NaCl高的原因是________________；其中陰離子采用面心立方最密堆積方式，陰離子的配位數(shù)為___________，r(O2-)=0.148mm，MgO的密度為___________g/cm3(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，列出計(jì)算式)。

Answer 1

【答案】 1s22S22p63s23p63d5(或[Ar]3d5) CD b sp2、sp3 都是離子晶體，Mg半徑小于Na+，O2-半徑小于Cl-，MgO中離子電荷數(shù)大于NaCl中離子電荷數(shù)，所以MgO晶格能大，熔點(diǎn)高 6

【解析】（1）Mn原子的核電荷數(shù)為25，1s22S22p63s23p63d54s2，基態(tài)Mn2+核外電子排布式為：1s22S22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)；正確答案：1s22S22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)。

(2)同一周期，從左到右，電負(fù)性增大，所以電負(fù)性Mg<Al，A錯(cuò)誤；核外電子排布相同的離子，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，因此半徑Mg2+>Al3+，離子半徑越小，電子越多，金屬鍵越大，所以Mg<Al，B錯(cuò)誤；鎂的金屬性強(qiáng)于鋁的，C正確；鎂原子的3s軌道電子處于全充滿狀態(tài)，穩(wěn)定性強(qiáng)，所以第一電離能大于鋁的，D正確；正確選項(xiàng)CD。

(3) ①?gòu)慕Y(jié)構(gòu)圖可知：在b中氮原子已經(jīng)形成3條共價(jià)鍵，剩下的孤電子對(duì)與鎂離子形成配位鍵，所以Mg2+與N原子形成的化學(xué)鍵為配位鍵的是b；正確答案：b。

②根據(jù)雜化軌道數(shù)=中心原子的孤電子對(duì)數(shù)+中心原子的σ鍵個(gè)數(shù)；葉綠素分子含有結(jié)構(gòu)，雜化軌道數(shù)=0+3=3，C原子的雜化軌道為sp2；葉綠素分子含有結(jié)構(gòu)，雜化軌道數(shù)=0+4=4，C原子的雜化軌道為sp3 ；正確答案：sp2；sp3。

（4） MgO和NaCl都是離子晶體，Mg半徑小于Na+，O2-半徑小于Cl-，MgO中離子電荷數(shù)大于NaCl中離子電荷數(shù)，所以MgO晶格能大，熔點(diǎn)高；根據(jù)MgO晶胞的結(jié)構(gòu)可知，1個(gè)O2-周圍有6個(gè)Mg2+，所以配位數(shù)為6；根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可知，含有Mg2+個(gè)數(shù)為12×1/4+1=4, O2-個(gè)數(shù)為8×1/8+12×1/4=4,所以該晶胞含有4MgO，晶胞體積為4×40/ρNA cm3,由于 r (O2-)=0.148mm=0.148×10-7cm，根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可知，該晶胞的棱長(zhǎng)為a=2=2×0.148×10-7cm，所以a3=4×40/ρNA，ρ=；正確答案：都是離子晶體，Mg半徑小于Na+，O2-半徑小于Cl-，MgO中離子電荷數(shù)大于NaCl中離子電荷數(shù)，所以MgO晶格能大，熔點(diǎn)高 ；6 ； 。