Question

19．蘆筍中的天冬酰胺（結構如圖1）和微量元素硒、鉻、錳等，具有提高身體免疫力的功效．
（1）天冬酰胺所含元素中，氮（填元素名稱）元素基態(tài)原子核外未成對電子數最多，第一電離能最大的是氮．
（2）天冬酰胺中碳原子的雜化軌道類型為sp³和sp²，分子中σ和π鍵數目之比為8：1．
（3）O、S、Se為同主族元素，H₂O、H₂S和H₂Se的參數對比見表．

化學式	鍵長/nm	鍵角
H2O	0.99	104.5°
H2S	1.34	92.3°
H2Se	1.47	91.0°

H₂S的鍵角大于H₂Se的原因可能為由于硫的電負性強于Se，形成的共用電子對斥力大，鍵角大．H₂O、H₂S、H₂Se沸點由高到低的順序為H₂O＞H₂Se＞H₂S，酸性由強到弱的順序為H₂Se＞H₂S＞H₂O．
（4）寫出鉻的基態(tài)電子排布式：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹或[Ar]3d⁵4s¹．
（5）金屬鉻為體心立方晶體，晶胞結構如圖2，則該晶胞中含有2個鉻原子．若鉻的密度為ρg•
cm^-3，相對原子質量為M，N_A表示阿伏加德羅常數的值，則鉻原子的半徑為$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{2M}{{N}_{A}ρ}}$cm．

Answer 1

分析 （1）根據天冬酰胺結構可判斷所含元素為C、H、N、O，根據價電子排布式可知未成對電子的多少，元素的非金屬性越強，其第一電離能越大，但是由于N元素的2p軌道處于半充滿狀態(tài)，故第一電離能大于O；
（2）分子中亞甲基和次甲基中的碳原子均為sp³雜化，羰基碳為sp²雜化，天冬酰胺中含有16個σ鍵和2個π鍵；
（3）從所給晶體的性質來判斷晶體類型體，根據元素的原子的種類判斷化學鍵的類型；從鍵長或電負性角度判斷，H₂O、H₂S、H₂Se均為分子晶體，根據分子晶體沸點影響因素比較；
（4）鉻的原子序數為24，根據構造原理書寫電子排布式；
（5）根據均攤法計算原子個數，根據ρ=$\frac{m}{V}$求得晶胞體積，再得到晶胞邊長，因為金屬鈉原子為等徑的剛性球且處于體對角線上的三個球相切，所以鈉原子的半徑為晶胞體對角線的$\frac{1}{4}$，據此可以確定鈉原子的半徑．

解答 解：（1）天冬酰胺中含有H、C、N、O四種元素，原子基態(tài)核外未成對電子分別為1、2，3、2，因此氮元素基態(tài)原子核外未成對電子數最多．H、C、N、O第一電離能最大的是N，
故答案為：氮；氮；
（2）分子中亞甲基和次甲基中的碳原子均為sp³雜化，羰基碳為sp²雜化，天冬酰胺中含有16個σ鍵和2個π鍵，因此σ和π鍵數目之比為8：1，
故答案為：sp³和sp²；8：1；
（3）硫原子的電負性強于Se，形成的共用電子對斥力大，因此H₂S中鍵角大，H₂O、H₂S、H₂Se均為分子晶體，由于水分子間存在氫鍵，因此其沸點高于H₂S和H₂Se，H₂Se相對分子質量大于H₂S，故沸點H₂Se高于H₂S，酸性由強到弱的順序為H₂Se＞H₂S＞H₂O；
故答案為：由于硫的電負性強于Se，形成的共用電子對斥力大，鍵角大；H₂O＞H₂Se＞H₂S；H₂Se＞H₂S＞H₂O；
（4）鉻的原子序數為24，根據構造原理其基態(tài)電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹或[Ar]3d⁵4s¹，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹或[Ar]3d⁵4s¹；
（5）在鉻的晶胞中含有鉻原子數為1+8×$\frac{1}{8}$=2，設晶胞邊長為x，根據ρ=$\frac{m}{V}$得，ρ=$\frac{M}{\frac{{x}^{3}}{2}×{N}_{A}}$，所以x=$\root{3}{\frac{2M}{{N}_{A}ρ}}$，所以晶胞的休對角線長度為$\sqrt{3}$×$\root{3}{\frac{2M}{{N}_{A}ρ}}$，所以鈉原子半徑=$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{2M}{{N}_{A}ρ}}$，
故答案為：2；$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{2M}{{N}_{A}ρ}}$．

點評 本題考查了核外電子排布，分子的構型、化學鍵的類型、電離能知識及晶胞的計算，中等難度．注意鉻的電子排布式半充滿狀態(tài)較穩(wěn)定．