Question

【題目】我國(guó)科學(xué)家成功合成了世界上首個(gè)五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R 代表)�；卮鹣铝袉栴}:

(1)基態(tài)N 原子中，核外電子占據(jù)的最高能層的符號(hào)是______________，占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形狀為_______________________________。

(2)N 和O 兩種元素第一電離能大小關(guān)系是N__________( 填“ >”“ <” 或“ =” )O，其原因是____________；N 和O兩種元素電負(fù)性大小關(guān)系是N_______(填“ >”“ <” 或“=” )O。

(3)經(jīng)X-射線衍射測(cè)得化合物R 的晶體結(jié)構(gòu)，其局部結(jié)構(gòu)如下圖所示。

①組成化合物R 的兩種陽離子中σ鍵的個(gè)數(shù)之比為_________；其中四核陽離子的立體構(gòu)型為___________，其中心原子的雜化軌道類型是_______________________。

②分子中的大π鍵可用符號(hào)表示，其中m 代表參與形成的大π鍵原子數(shù)，n 代表參與形成的大π鍵電子數(shù)，如苯分了中的大π鍵可表示為。則N5-中的大π鍵應(yīng)表示為___________________。

③氫鍵通常用X-H…···Y 表示，請(qǐng)表示出上圖中的所有氧鍵:_________________。

④R的立方晶胞參數(shù)為a nm，晶胞中含有Y個(gè)(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl 單元，如果(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl的相對(duì)分子質(zhì)量用M 表示，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則R 晶體的密度為________g·cm-3。

Answer 1

【答案】 L 球形和啞鈴形 > N原子2P能級(jí)處于半充滿狀態(tài)，相對(duì)穩(wěn)定，失去一個(gè)電子吸收的能量較大 < 3:4(或4:3) 三角錐形 sp3 N-H···N、O-H····N、N-H···Cl

【解析】(1)基態(tài)N原子的電子排布式為1s22s22p3，核外電子占據(jù)的最高能層的符號(hào)是L，L能層中s能級(jí)電子云輪廓圖形狀為球形、p能級(jí)電子云輪廓圖形狀為啞鈴形，故答案為：L；球形和啞鈴形；

(2)N的2p為半充滿結(jié)構(gòu)，較為穩(wěn)定，第一電離能：N>O；N的非金屬性比O小，非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性數(shù)值越大，電負(fù)性：N<O，故答案為：>； N原子2P能級(jí)處于半充滿狀態(tài)，相對(duì)穩(wěn)定，失去一個(gè)電子吸收的能量較大；<；

(3)①根據(jù)圖(b)，陽離子為H3O+和NH4+，NH4+中心原子N含有4個(gè)σ鍵，H3O+中心原子是O，含有3σ鍵，σ鍵的個(gè)數(shù)之比為3:4(或4:3)；其中四核陽離子為H3O+，H3O+中心原子是O，含有3σ鍵，孤電子對(duì)數(shù)為=1，空間構(gòu)型為正四面體，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，為sp3雜化，空間構(gòu)型為三角錐形，故答案為：；三角錐形；sp3；

②根據(jù)圖(b)N5-中鍵總數(shù)為5個(gè)，根據(jù)信息，N5-有6個(gè)電子可形成大π鍵，可用符號(hào)Π56表示，故答案為：Π56；

③根據(jù)圖示，其中的氫鍵可表示為O-H…N、N-H…N，以及N-H···Cl，故答案為： O-H…N、N-H…N、N-H···Cl；

④R的立方晶胞參數(shù)為anm，晶胞中含有Y個(gè)(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl單元，如果(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl的相對(duì)分子質(zhì)量用M表示，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則R晶體的密度===g·cm-3，故答案為： 。