Question

A．由徐光憲院士發(fā)起，院士學(xué)子同創(chuàng)的《分子共和國(guó)》科普讀物最近出版了，全書形象生動(dòng)地戲說了BF₃、TiO₂、CH₃COOH、CO₂、NO、二茂鐵、NH₃、HCN、H₂S、O₃、異戊二烯和萜等眾多“分子共和國(guó)”中的明星．

（1）下列說法正確的是

 

．
（a）BF₃和NH₃都是含有極性鍵的非極性分子
（b）CO₂、HCN分子中都含有兩個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵
（c）H₂S、O₃分子都是直線形
（d）一種雙環(huán)單萜龍腦（如圖1）分子中有4個(gè)手性碳原子
（2）NO是人體中的信號(hào)分子，有關(guān)說法正確的

 

．
（a）第一電離能N大于O   （b）電負(fù)性O(shè)大于N
（c）NO⁺的結(jié)構(gòu)為：N≡O(shè)⁺
（d）N、O元素在周期表中都處于p區(qū)
（3）TiO₂的天然晶體中，最穩(wěn)定的一種晶體結(jié)構(gòu)如圖2，白球表示：

 

原子．
（4）二茂鐵（C₅H₅）₂Fe是Fe²⁺與環(huán)戊二烯基形成的一類配合物，其中Fe²⁺在基態(tài)時(shí)核外電子排布式為：

 

；實(shí)驗(yàn)室測(cè)定鐵的含量可用配位劑鄰二氮菲（），它能與Fe²⁺形成紅色配合物（如圖3），該配離子中Fe²⁺配位數(shù)為

 

．
（5）乙酸熔沸點(diǎn)很高，是由于存在以分子間氫鍵締合的二聚體（含一個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)），請(qǐng)畫出這二聚體的結(jié)構(gòu)：

 

．

Answer 1

分析：（1）（a）不同非金屬元素之間存在極性鍵，正負(fù)電荷重心重合的分子是非極性分子；
（b）1個(gè)單鍵是1個(gè)σ鍵，1個(gè)雙鍵中含有1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，1個(gè)三鍵中含有1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵；
（c）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定微粒的空間構(gòu)型；
（d）根據(jù)手性碳原子連接4個(gè)不同的原子或原子團(tuán)；
（2）a．同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素；
b．同周期，自左而右，元素電負(fù)性逐漸增大；
c．氮?dú)夥肿雍褪堑入娮芋w，等電子體結(jié)構(gòu)相似，以氮?dú)夥肿拥慕Y(jié)構(gòu)書寫NO⁺的結(jié)構(gòu)；
d．根據(jù)價(jià)層電子排布可以確定元素的位置；
（3）利用均攤法計(jì)算各種原子個(gè)數(shù)，再結(jié)合化學(xué)式判斷；
（4）鐵是26號(hào)元素，鐵原子核外有26個(gè)電子，鐵原子失去2個(gè)電子變?yōu)镕e²⁺，根據(jù)構(gòu)造原理寫出Fe²⁺基態(tài)離子核外電子排布式；含有孤電子對(duì)的原子和含有空軌道的離子間能形成配位鍵；
（5）在二個(gè)乙酸分子間中，羧基上的氫原子與另一個(gè)乙酸分子中碳氧雙鍵上氧原子形成氫鍵．

解答：解：（1）（a）BF₃和NH₃都是含有極性鍵，但前者是平面形分子，正負(fù)電荷重心重合，為非極性分子，而后者是三角錐形分子，正負(fù)電荷重心不重合，屬于極性分子，故（a）錯(cuò)誤；
（b）CO₂、HCN分子的結(jié)構(gòu)式分別是：O=C=O、H-C≡N，所以CO₂含有2個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵，HCN分子中中含有2個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵，故（b）正確；
（c）H₂S、O₃分子中價(jià)層電子對(duì)都為3，中心原子采取SP³雜化，都是V形分子，故（c）錯(cuò)誤；
（d）一種雙環(huán)單萜龍腦（如圖1）分子中有3個(gè)手性碳原子，故（d）錯(cuò)誤；
故選：（b）；
（2）a．同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，所以第一電離能N大于O，故a正確；
b．同周期，自左而右，元素電負(fù)性逐漸增大，所以電負(fù)性O(shè)大于N，故b正確；
c．氮?dú)夥肿雍褪堑入娮芋w，等電子體結(jié)構(gòu)相似，以氮?dú)夥肿拥慕Y(jié)構(gòu)書寫NO⁺的結(jié)構(gòu)，故c正確；
d．N、O元素的價(jià)層電子排布分別為2s²2p³，2s²2p⁴，在周期表中都處于p區(qū)，故d正確；
故選：abcd；
（3）白球個(gè)數(shù)=2+4×

1

2

=4，黑球個(gè)數(shù)=1+8×

1

8

，所以白球和黑球個(gè)數(shù)比為2：1，根據(jù)二氧化硅的化學(xué)式知，白球表示氧原子；
故答案為：氧；
（4）鐵是26號(hào)元素，鐵原子核外有26個(gè)電子，鐵原子失去2個(gè)電子變?yōu)镕e²⁺，根據(jù)構(gòu)造原理知，該離子核外電子排布式為[Ar]3d⁶；該配合物中鐵是中心離子，提供空軌道，氮原子提供孤電子對(duì)，根據(jù)圖知其配位鍵個(gè)數(shù)是6；
故答案為：[Ar]3d⁶；6；
（5）二個(gè)乙酸分子間中，羧基上的氫原子與另一個(gè)乙酸分子中碳氧雙鍵上氧原子形成氫鍵，所以其氫鍵表示為，
故答案為：；

點(diǎn)評(píng)：本題考查較綜合，涉及分子極性的判斷、化學(xué)鍵類型、核外電子排布式的書寫等知識(shí)點(diǎn)，難點(diǎn)是氫鍵的書寫，明確哪些元素的原子能形成氫鍵，難度中等．