Question

【題目】（化學(xué)——物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)）

離子液體是一類(lèi)具有很高應(yīng)用價(jià)值的綠色溶劑和催化劑，其中的 EMIM+離子由H、C、N三種元素組成，結(jié)構(gòu)如圖所示。回答下列問(wèn)題：

碳原子價(jià)層電子的軌道表達(dá)式為_____;基態(tài)碳原子中，核外電子占據(jù)的最高能級(jí)的電子云輪廓圖為_____形。

（2）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，NH3、NO3-、NO2-中，中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)不同于其他兩種粒子的是_____。NH3比PH3的沸點(diǎn)高，原因是______.

（3）氮元素的第一電離能比同周期相鄰元素都大的原因是_____。

（4）己知分子中的大鍵可用符號(hào)表示，其中n代表參與形成大鍵的原子數(shù)，m代表參與形成大鍵的電子數(shù)（如苯分子中的大鍵可表示為）。EMIM+離子中的五元環(huán)跟苯分子相似為平面結(jié)構(gòu)，則EMIM+ 離子中碳原子雜化方式有：_____，其中的大鍵應(yīng)表示為_____.

（5）立方氮化硼硬度僅次于金剛石，但熱穩(wěn)定性遠(yuǎn)高于金剛石，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。立方氮化硼屬于晶體，其中硼原子的配位數(shù)為_____。已知：立方氮化硼密度為dg/cm3, B原子半徑為xpm，N原子半徑為xpm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則該晶胞中原子的空間利用率為______（列出化簡(jiǎn)后的計(jì)算式）。

Answer 1

【答案】 啞鈴 NH3 NH3間存在氫鍵，分子間作用力大于PH3 基態(tài)氮原子電子占據(jù)的最高能級(jí)為半充滿，較穩(wěn)定 sp2、sp3 原子 4 ×100%

【解析】

（1）碳原子價(jià)電子數(shù)為4，價(jià)電子排布式為2s22p2，所以?xún)r(jià)層電子的軌道表達(dá)式為；基態(tài)碳原子核外電子占據(jù)的最高能級(jí)為2p，p的電子云輪廓圖為啞鈴形；

（2）NH3中N原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+=4，NO3-中N原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+；NO2-中N原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=2+，所以中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)不同于其他其他兩種粒子的是NH3；NH3比PH3的沸點(diǎn)高是因?yàn)榘狈肿娱g存在氫鍵；

（3）VA族比同周期相鄰元素都大，是因?yàn)樽罡吣芗?jí)p軌道上電子數(shù)為特殊的半充滿狀態(tài)，能量低、較穩(wěn)定；

（4）根據(jù)圖1中EMIM+離子中鍵總數(shù)為5個(gè)，根據(jù)信息，EMIM+離子中C原子的VSEPR模型有四面體和平面三角形兩種，即C原子采用sp3、sp2雜化，EMIM+離子有6個(gè)電子可形成大π鍵，可用符號(hào)Π56表示；

（5）立方氮化硼硬度僅次于金剛石，晶體類(lèi)型類(lèi)似于金剛石，是原子晶體；晶胞中每個(gè)N原子連接4個(gè)B原子，氮化硼化學(xué)式BN，所以晶胞中每個(gè)B原子也連接4個(gè)N原子，即硼原子的配位數(shù)為4；晶胞中N原子數(shù)為4，B原子數(shù)=8×，晶胞的質(zhì)量m=，晶胞的體積V==，B、N原子總體積V’=4×[]=cm3，晶胞中原子的空間利用率=×100%=×100%。

（1）碳原子價(jià)電子數(shù)為4，價(jià)電子排布式為2s22p2，所以?xún)r(jià)層電子的軌道表達(dá)式為；基態(tài)碳原子核外電子占據(jù)的最高能級(jí)為2p，p的電子云輪廓圖為啞鈴形；

（2）NH3中N原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+=4，NO3-中N原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+；NO2-中N原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=2+，所以中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)不同于其他其他兩種粒子的是NH3；NH3比PH3的沸點(diǎn)高是因?yàn)榘狈肿娱g存在氫鍵；

（3）VA族比同周期相鄰元素都大，是因?yàn)樽罡吣芗?jí)p軌道上電子數(shù)為特殊的半充滿狀態(tài)，能量低、較穩(wěn)定；

（4）根據(jù)圖1中EMIM+離子中鍵總數(shù)為5個(gè)，根據(jù)信息，EMIM+離子中C原子的VSEPR模型有四面體和平面三角形兩種，即C原子采用sp3、sp2雜化，EMIM+離子有6個(gè)電子可形成大π鍵，可用符號(hào)Π56表示，故答案為：sp3、sp2；Π56；

（5）立方氮化硼硬度僅次于金剛石，晶體類(lèi)型類(lèi)似于金剛石，是原子晶體；晶胞中每個(gè)N原子連接4個(gè)B原子，氮化硼化學(xué)式BN，所以晶胞中每個(gè)B原子也連接4個(gè)N原子，即硼原子的配位數(shù)為4；晶胞中N原子數(shù)為4，B原子數(shù)=8×，晶胞的質(zhì)量m=，晶胞的體積V==，B、N原子總體積V’=4×[]=cm3，晶胞中原子的空間利用率=×100%=×100%。