Question

【題目】（15分）我國科學家最近成功合成了世界上首個五氮陰離子鹽（N5）6（H3O）3（NH4）4Cl（用R代表）．回答下列問題：
（1）氮原子價層電子對的軌道表達式（電子排布圖）為 ．
（2）元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個電子形成氣態(tài)負一價離子時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射線衍射測得化合物R的晶體結構，其局部結構如圖（b）所示．
①從結構角度分析，R中兩種陽離子的相同之處為 ， 不同之處為 ． （填標號）
A．中心原子的雜化軌道類型
B．中心原子的價層電子對數(shù)
C．立體結構
D．共價鍵類型
②R中陰離子N5﹣中的σ鍵總數(shù)為個．分子中的大π鍵可用符號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[（N5）6（H3O）3（NH4）4Cl]單元，該單元的相對質量為M，則y的計算表達式為 ．

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，故結合一個電子釋放出的能量依次增大；N的2p能級處于半充滿狀態(tài)，相對穩(wěn)定，不易結合電子
（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，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，從左到右易結合電子，放出的能量增大，N的最外層為半充滿結構，較為穩(wěn)定，不易結合一個電子，
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，故結合一個電子釋放出的能量依次增大；N的2p能級處于半充滿狀態(tài)，相對穩(wěn)定，不易結合電子；（3）①A．陽離子為H3O+和NH4+ ， NH4+中心原子N含有4個σ鍵，孤電子對數(shù)為 =0，價層電子對數(shù)為4，雜化類型為sp3 ， H3O+中心原子是O，含有3σ鍵，孤電子對數(shù)為 =1，價層電子對數(shù)為4，為sp3雜化；
B．由以上分析可知H3O+和NH4+中心原子的價層電子對數(shù)都為4；
C．NH4+為空間構型為正四面體，H3O+為空間構型為三角錐形；
D．含有的共價鍵類型都為σ鍵．
兩種陽離子的相同之處為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，根據(jù)信息，N5﹣有6個電子可形成大π鍵，可用符號Π56表示，
故答案為：5NA；Π56；
③O、N的非金屬性較強，對應的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）氮原子價層電子為最外層電子，即2s22p3 ， 書寫電子排布圖；（2）同周期從左到右核電荷數(shù)依次增大，半徑逐漸減小，從左到右易結合電子，放出的能量增大，N的最外層為半充滿結構，較為穩(wěn)定；（3）①根據(jù)圖（b），陽離子為H3O+和NH4+ ， NH4+中心原子N含有4個σ鍵，孤電子對數(shù)為 =0，價層電子對數(shù)為2，雜化類型為sp3 ， H3O+中心原子是O，含有3σ鍵，孤電子對數(shù)為 =1，空間構型為正四面體，價層電子對數(shù)為4，為sp3雜化，空間構型為三角錐形；②根據(jù)圖（b）N5﹣中鍵總數(shù)為5NA個，根據(jù)信息，N5﹣的大π鍵可用符號Π56；③O、N的非金屬性較強，對應的O﹣H、N﹣H都可與H形成氫鍵；（4）根據(jù)d= = 計算．