Question

【題目】（化學(xué)-物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)）氮及其化合物廣泛存在于自然界中，回答下列問題:

(1)在基態(tài)15N原子的p能級上存在_____個自旋方向相同的電子；CN—中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為_____。

(2)堿性肥料氰氨化鈣(CaCN2)的組成元素中第一電離能最小的是_______(填名稱)。

(3)化合物(CH3)3N能溶于水，其原因是____________________________________，(CH3)3N與鹽酸反應(yīng)生成[(CH3)3NH]+，該過程新生成的化學(xué)鍵類型為_______________。

(4)陽離子[(CH3)3NH]+和陰離子A按個數(shù)比4:1組成化合物，陰離子A的結(jié)構(gòu)如下圖所示，則s原子的雜化軌道類型是__________，陰離子A的化學(xué)式為_______________。

(5)立方氮化硼晶胞如下圖所示(白球為氮原子，黑球為硼原子)，則硼原子的配位數(shù)為___；若晶胞邊長為acm，則立方氮化硼的密度是______g·cm-3(只要求列算式，阿伏加德羅常數(shù)用NA表示)。

Answer 1

【答案】3 1:2 鈣 (CH3)3N為極性分子且能與水分子形成氫鍵 配位鍵 sp3 [Ge4S10]4- 4 100/(a3NA)

【解析】

（1）S電子云的形狀為球形；N原子的電子排布式為1s22s22p3，軌道表示式為：，則p能級軌道上存在3個自旋方向相同的電子；CN-與N2為原子個數(shù)和價電子數(shù)相同的等電子體，等電子體具有相同的結(jié)構(gòu)，氮氣中存在氮氮三鍵，則CN-離子中存在碳氮三鍵，則離子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為1:2；

（2）由于非金屬性N>C>Ca，故第一電離能Ca<C<N，則第一電離能最小的是鈣；

（3）（CH3）3N為結(jié)構(gòu)不對稱的極性分子，分子中氮原子非金屬性強，原子半徑小，和水之間形成氫鍵，所以（CH3）3N在水中溶解性增強；化合物（CH3）3N與鹽酸反應(yīng)生成[（CH3）3NH]+，該過程新生成的化學(xué)鍵為（CH3）3N中氮原子與氫離子形成配位鍵；

（4）S原子的最外層電子數(shù)為6，由圖可知S原子形成2個共價鍵，則陰離子A中S原子含有2個成鍵電子對和2個孤電子對，即其價層電子對數(shù)為4，屬于sp3雜化；陰離子A中含有4個Ge和10個S，其中4個S只形成一個共價鍵，則還要得到一個電子才能形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則A離子帶有4個負(fù)電荷，即離子的化學(xué)式為[Ge4S10]4-；

（5）晶胞中N原子位于頂點和面心上，則原子數(shù)目=8× +6×=4，B原子位于晶胞內(nèi)，則原子數(shù)目為4，故氮化硼的化學(xué)式為BN；由晶胞結(jié)構(gòu)可知，B原子位于4個N原子形成的四面體的中心位置，故B原子填充N原子的正四面體空隙；晶胞的質(zhì)量= ，晶胞的體積為a3cm3，根據(jù)晶胞密度ρ= 。