Question

12．三氟化氮（NF₃）是一種無色、無味、無毒且不可燃的氣體，它可在銅的催化作用下由F₂和過量的NH₃反應(yīng)得到，該反應(yīng)另一種產(chǎn)物為鹽．
（1）生成物NF₃中氮原子的軌道雜化方式為sP³，NF₃分子空間構(gòu)型為三角錐；鍵角小于 109°28′（填“大于”“小于”“等于”）．
（2）N₃^-被稱為類鹵離子，寫出1種與N₃^-互為等電子體的分子的化學(xué)式CO₂或N₂O．
（3）某元素X跟氟可形成離子晶體，其晶胞結(jié)構(gòu)如上圖，該離子化合物的化學(xué)式為（用X、F表示）XF₂；X陽離子的配位數(shù)為8．
（4）若晶胞邊長為a cm，該離子化合物的摩爾質(zhì)量為M g/mol，則該晶體的密度為（用a、M、N_A 表達）$\frac{4M}{{a}^{3}{N}_{A}}$ g•cm^-3．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)分子中δ鍵和孤電子對數(shù)判斷雜化類型和分子的空間構(gòu)型；由于三角錐形中孤電子對的排斥作用大于成鍵電子對，使鍵角變��；
（2）N₃^-含有3個原子和22個電子，結(jié)合等電子體的定義分析；
（3）F原子在晶胞內(nèi)部，X在頂點和面心上，利用均攤法計算化學(xué)式；根據(jù)X陽離子連接的氟離子的個數(shù)判斷；
（4）晶胞平均含有4個X，8個F^-，其質(zhì)量為$\frac{4M}{{N}_{A}}$g，結(jié)合ρ=$\frac{m}{V}$計算．

解答 解：（1）NF₃中含有3個δ鍵，且孤電子對數(shù)為$\frac{5-3}{2}$=1，則應(yīng)為sp³雜化，空間構(gòu)型為三角錐形，由于三角錐形中孤電子對的排斥作用大于成鍵電子對，使鍵角變小，所以NF₃的鍵角小于109°28′；
故答案為：sp³；三角錐形；小于；
（2）N₃^-含有3個原子和22個電子，價電子總數(shù)為16，則對應(yīng)的等電子體有CO₂或CS₂、N₂O等，故答案為：N₂O或CO₂；
（3）F原子在晶胞內(nèi)部，晶胞中含有8個F，X在頂點和面心上，則X的個數(shù)為$\frac{1}{8}$×8+$\frac{1}{2}$×6=4，則該離子化合物的化學(xué)式為XF₂；在面心的X原子該晶胞中連接4個氟離子，而且X為兩個晶胞共用，所以X的配位數(shù)為8；
故答案為：XF₂；8；
（4）晶胞平均含有4個X，8個F^-，其質(zhì)量為$\frac{4M}{{N}_{A}}$g，該離子化合協(xié)晶體的體積為a³ g/cm³，則晶胞的密度是$\frac{4M}{{a}^{3}{N}_{A}}$g•cm³，故答案為：$\frac{4M}{{a}^{3}{N}_{A}}$．

點評 本題考查較為綜合，涉及雜化類型、空間構(gòu)型、等電子體、晶胞的計算，側(cè)重于知識的掌握與遷移的考查，注意把握晶胞的計算方法，題目難度中等．