Question

9．當(dāng)前材料科學(xué)的發(fā)展方興未艾．B、N、Ti、Fe都是重要的材料元素，其單質(zhì)及化合物在諸多領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用．
（1）基態(tài)Fe²⁺的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶或[Ar]3d⁶；Ti原子核外共有22種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子．
（2）BF₃分子與NH₃分子的空間結(jié)構(gòu)分別為平面正三角形、三角錐型；NH₃分子是極性分子（填“極性”或“非極性”）；BF₃與NH₃反應(yīng)生成的BF₃•NH₃分子中含有的化學(xué)鍵類型有共價(jià)鍵、配位鍵，在BF₃•NH₃中B原子的雜化方式為sp³．
（3）N和P同主族．科學(xué)家目前合成了N₄分子，該分子中N-N鍵的健角為60°．
（4）晶格能：NaN₃＞KN₃ （選填“＞”、“＜”或“=”）
（5）向硫酸銅溶液中加入過量氨水，可生成[Cu（NH₃）₄]²⁺配離子，在[Cu（NH₃）₄]²⁺中提供孤電子對(duì)的成鍵原子是N．不考慮空間構(gòu)型，[Cu（NH₃）₄]²⁺的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為．己知NF₃與NH₃具有相同的空間構(gòu)型，但NF₃不易與Cu²⁺形成配離子，其原因是F的電負(fù)性比N大，N-F成鍵電子對(duì)偏向F，導(dǎo)致NF₃中氮原子核對(duì)其孤電子對(duì)的吸引能力增強(qiáng)，難以形成配位鍵．

Answer 1

分析 （1）鐵原子失去最外層4s能級(jí)2個(gè)電子，形成Fe²⁺，核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶或[Ar]3d⁶，電子不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同；
（2）NH₃分子中氮原子含有孤電子對(duì)，BF₃分子中B元素不含孤電子對(duì)，導(dǎo)致其空間構(gòu)型不同；根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定BF₃的分子空間構(gòu)型；
（3）N₄分子與P₄結(jié)構(gòu)相似，為正四面體構(gòu)型，N₄分子中N原子形成3個(gè)σ鍵、含有1對(duì)孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為4，每個(gè)面為正三角形；
（4）離子半徑越小，晶格能越大；
（5）Cu²⁺提供空軌道，N原子提供孤對(duì)電子，Cu²⁺與NH₃分子之間形成配位鍵；NF₃中N-F成鍵電子對(duì)偏向于F原子，N原子上的孤對(duì)電子難與銅離子形成配離子．

解答 解：（1）鐵原子失去最外層4s能級(jí)2個(gè)電子，形成Fe²⁺，核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶或[Ar]3d⁶，Ti元素原子核外有22個(gè)電子，所以原子中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子共有22種，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶或[Ar]3d⁶；22；
（2）NH₃分子中氮原子含有孤電子對(duì)，NH₃中N原子含有3個(gè)σ鍵和1個(gè)孤電子對(duì)，所以NH₃為三角錐構(gòu)型，為極性分子；BF₃中B原子含有3個(gè)σ鍵且不含孤電子對(duì)，所以BF₃為平面三角形構(gòu)型；BF₃•NH₃分子中含有的化學(xué)鍵類型有共價(jià)鍵、配位鍵，在BF₃•NH₃中B原子電子對(duì)數(shù)為$\frac{5+3}{2}$，故雜化方式為sp³，
故答案為：平面正三角形；三角錐型；極性；共價(jià)鍵、配位鍵；sp³；
（3）N₄分子中N原子形成3個(gè)σ鍵、含有1對(duì)孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為4，N原子采取sp³雜化，每個(gè)面為正三角形，N-N 鍵的鍵角為60°，故答案為：60°；
（4）離子半徑越小，晶格能越大，半徑：Na⁺＜K⁺，則晶格能：NaN₃＞KN₃，故答案為：＞；
（5）Cu²⁺提供空軌道，N原子提供孤對(duì)電子，Cu²⁺與NH₃分子之間形成配位鍵，內(nèi)界結(jié)構(gòu)用示意圖表示為；
F的電負(fù)性大于N元素，NF₃中N-F成鍵電子對(duì)偏向于F原子，導(dǎo)致NF₃中氮原子核對(duì)其孤電子對(duì)的吸引能力增強(qiáng)，N原子上的孤對(duì)電子難與銅離子形成配離子，所以NF₃不易與Cu²⁺形成配離子，
故答案為：N；；F的電負(fù)性比N大，N-F成鍵電子對(duì)偏向F，導(dǎo)致NF₃中氮原子核對(duì)其孤電子對(duì)的吸引能力增強(qiáng)，難以形成配位鍵．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及分子結(jié)構(gòu)、雜化軌道、核外電子排布式等，注意理解配位鍵的有關(guān)概念，難度中等．