Question

A．由徐光憲院士發(fā)起，院士學(xué)子同創(chuàng)的《分子共和國》科普讀物最近出版了，全書形象生動地戲說了BF₃、TiO₂、CH₃COOH、CO₂、NO、二茂鐵、NH₃、HCN、H₂S、O₃、異戊二烯和萜等眾多“分子共和國”中的明星．

（1）下列說法正確的是

 

．
（a）BF₃和NH₃都是含有極性鍵的非極性分子
（b）CO₂、HCN分子中都含有兩個σ鍵和兩個π鍵
（c）H₂S、O₃分子都是直線形
（d）一種雙環(huán)單萜龍腦（如圖1）分子中有4個手性碳原子
（2）NO是人體中的信號分子，有關(guān)說法正確的

 

．
（a）第一電離能N大于O   （b）電負性O(shè)大于N
（c）NO⁺的結(jié)構(gòu)為：N≡O(shè)⁺
（d）N、O元素在周期表中都處于p區(qū)
（3）TiO₂的天然晶體中，最穩(wěn)定的一種晶體結(jié)構(gòu)如圖2，白球表示：

 

原子．
（4）二茂鐵（C₅H₅）₂Fe是Fe²⁺與環(huán)戊二烯基形成的一類配合物，其中Fe²⁺在基態(tài)時核外電子排布式為：

 

；實驗室測定鐵的含量可用配位劑鄰二氮菲（），它能與Fe²⁺形成紅色配合物（如圖3），該配離子中Fe²⁺配位數(shù)為

 

．
（5）乙酸熔沸點很高，是由于存在以分子間氫鍵締合的二聚體（含一個環(huán)狀結(jié)構(gòu)），請畫出這二聚體的結(jié)構(gòu)：

 

．

Answer 1

分析：（1）（a）不同非金屬元素之間存在極性鍵，正負電荷重心重合的分子是非極性分子；
（b）1個單鍵是1個σ鍵，1個雙鍵中含有1個σ鍵和1個π鍵，1個三鍵中含有1個σ鍵和2個π鍵；
（c）根據(jù)價層電子對互斥理論確定微粒的空間構(gòu)型；
（d）根據(jù)手性碳原子連接4個不同的原子或原子團；
（2）a．同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素；
b．同周期，自左而右，元素電負性逐漸增大；
c．氮氣分子和是等電子體，等電子體結(jié)構(gòu)相似，以氮氣分子的結(jié)構(gòu)書寫NO⁺的結(jié)構(gòu)；
d．根據(jù)價層電子排布可以確定元素的位置；
（3）利用均攤法計算各種原子個數(shù)，再結(jié)合化學(xué)式判斷；
（4）鐵是26號元素，鐵原子核外有26個電子，鐵原子失去2個電子變?yōu)镕e²⁺，根據(jù)構(gòu)造原理寫出Fe²⁺基態(tài)離子核外電子排布式；含有孤電子對的原子和含有空軌道的離子間能形成配位鍵；
（5）在二個乙酸分子間中，羧基上的氫原子與另一個乙酸分子中碳氧雙鍵上氧原子形成氫鍵．

解答：解：（1）（a）BF₃和NH₃都是含有極性鍵，但前者是平面形分子，正負電荷重心重合，為非極性分子，而后者是三角錐形分子，正負電荷重心不重合，屬于極性分子，故（a）錯誤；
（b）CO₂、HCN分子的結(jié)構(gòu)式分別是：O=C=O、H-C≡N，所以CO₂含有2個σ鍵和2個π鍵，HCN分子中中含有2個σ鍵和2個π鍵，故（b）正確；
（c）H₂S、O₃分子中價層電子對都為3，中心原子采取SP³雜化，都是V形分子，故（c）錯誤；
（d）一種雙環(huán)單萜龍腦（如圖1）分子中有3個手性碳原子，故（d）錯誤；
故選：（b）；
（2）a．同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，所以第一電離能N大于O，故a正確；
b．同周期，自左而右，元素電負性逐漸增大，所以電負性O(shè)大于N，故b正確；
c．氮氣分子和是等電子體，等電子體結(jié)構(gòu)相似，以氮氣分子的結(jié)構(gòu)書寫NO⁺的結(jié)構(gòu)，故c正確；
d．N、O元素的價層電子排布分別為2s²2p³，2s²2p⁴，在周期表中都處于p區(qū)，故d正確；
故選：abcd；
（3）白球個數(shù)=2+4×

1

2

=4，黑球個數(shù)=1+8×

1

8

，所以白球和黑球個數(shù)比為2：1，根據(jù)二氧化硅的化學(xué)式知，白球表示氧原子；
故答案為：氧；
（4）鐵是26號元素，鐵原子核外有26個電子，鐵原子失去2個電子變?yōu)镕e²⁺，根據(jù)構(gòu)造原理知，該離子核外電子排布式為[Ar]3d⁶；該配合物中鐵是中心離子，提供空軌道，氮原子提供孤電子對，根據(jù)圖知其配位鍵個數(shù)是6；
故答案為：[Ar]3d⁶；6；
（5）二個乙酸分子間中，羧基上的氫原子與另一個乙酸分子中碳氧雙鍵上氧原子形成氫鍵，所以其氫鍵表示為，
故答案為：；

點評：本題考查較綜合，涉及分子極性的判斷、化學(xué)鍵類型、核外電子排布式的書寫等知識點，難點是氫鍵的書寫，明確哪些元素的原子能形成氫鍵，難度中等．