Question

【題目】（15分）我國(guó)科學(xué)家最近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）．回答下列問(wèn)題：
（1）氮原子價(jià)層電子對(duì)的軌道表達(dá)式（電子排布圖）為 ．
（2）元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個(gè)電子形成氣態(tài)負(fù)一價(jià)離子時(shí)所放出的能量稱作第一電子親和能（E1）．第二周期部分元素的E1變化趨勢(shì)如圖（a）所示，
其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是；氮元素的E1呈現(xiàn)異常的原因是 ．
（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)如圖（b）所示．
①?gòu)慕Y(jié)構(gòu)角度分析，R中兩種陽(yáng)離子的相同之處為 ， 不同之處為 ． （填標(biāo)號(hào)）
A．中心原子的雜化軌道類型
B．中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)
C．立體結(jié)構(gòu)
D．共價(jià)鍵類型
②R中陰離子N5﹣中的σ鍵總數(shù)為個(gè)．分子中的大π鍵可用符號(hào)Πmn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)（如苯分子中的大π鍵可表示為Π66），則N5﹣中的大π鍵應(yīng)表示為 ．
③圖（b）中虛線代表氫鍵，其表示式為（NH4+）N﹣H…Cl、、 ．
（4）R的晶體密度為dgcm﹣3 ， 其立方晶胞參數(shù)為anm，晶胞中含有y個(gè)[（N5）6（H3O）3（NH4）4Cl]單元，該單元的相對(duì)質(zhì)量為M，則y的計(jì)算表達(dá)式為 ．

Answer 1

【答案】
（1）
（2）同周期從左到右核電荷數(shù)依次增大，半徑逐漸減小，故結(jié)合一個(gè)電子釋放出的能量依次增大；N的2p能級(jí)處于半充滿狀態(tài)，相對(duì)穩(wěn)定，不易結(jié)合電子
（3）ABD；C；5NA；Π56；（H3O+）O﹣H…N；（NH4+）N﹣H…N
（4）
【解析】解：（1）氮原子價(jià)層電子為最外層電子，即2s22p3 ， 則電子排布圖為 ，故答案為： ；（2）元素的非金屬性越強(qiáng)，越易得到電子，則第一電子親和能越大，同周期從左到右核電荷數(shù)依次增大，半徑逐漸減小，從左到右易結(jié)合電子，放出的能量增大，N的最外層為半充滿結(jié)構(gòu)，較為穩(wěn)定，不易結(jié)合一個(gè)電子，
故答案為：同周期從左到右核電荷數(shù)依次增大，半徑逐漸減小，故結(jié)合一個(gè)電子釋放出的能量依次增大；N的2p能級(jí)處于半充滿狀態(tài)，相對(duì)穩(wěn)定，不易結(jié)合電子；（3）①A．陽(yáng)離子為H3O+和NH4+ ， NH4+中心原子N含有4個(gè)σ鍵，孤電子對(duì)數(shù)為 =0，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，雜化類型為sp3 ， H3O+中心原子是O，含有3σ鍵，孤電子對(duì)數(shù)為 =1，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，為sp3雜化；
B．由以上分析可知H3O+和NH4+中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)都為4；
C．NH4+為空間構(gòu)型為正四面體，H3O+為空間構(gòu)型為三角錐形；
D．含有的共價(jià)鍵類型都為σ鍵．
兩種陽(yáng)離子的相同之處為ABD，不同之處為C；
故答案為：ABD；C；
②根據(jù)圖（b）N5﹣中鍵總數(shù)為5NA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：5NA；Π56；
③O、N的非金屬性較強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的O﹣H、N﹣H都可與H形成氫鍵，還可表示為（H3O+）O﹣H…N、（NH4+）N﹣H…N，
故答案為：（H3O+）O﹣H…N、（NH4+）N﹣H…N；（4）由d= = 可知，y= ，故答案為： ．
（1）氮原子價(jià)層電子為最外層電子，即2s22p3 ， 書(shū)寫(xiě)電子排布圖；（2）同周期從左到右核電荷數(shù)依次增大，半徑逐漸減小，從左到右易結(jié)合電子，放出的能量增大，N的最外層為半充滿結(jié)構(gòu)，較為穩(wěn)定；（3）①根據(jù)圖（b），陽(yáng)離子為H3O+和NH4+ ， NH4+中心原子N含有4個(gè)σ鍵，孤電子對(duì)數(shù)為 =0，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2，雜化類型為sp3 ， 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；②根據(jù)圖（b）N5﹣中鍵總數(shù)為5NA個(gè)，根據(jù)信息，N5﹣的大π鍵可用符號(hào)Π56；③O、N的非金屬性較強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的O﹣H、N﹣H都可與H形成氫鍵；（4）根據(jù)d= = 計(jì)算．