Question

5．氮及其化合物與人類生產(chǎn)、生活息息相關(guān)．回答下列問題：
（1）基態(tài)N原子中電子在2p軌道上的排布遵循的原則是洪特規(guī)則．前4周期元素中，基態(tài)原子核外電子排布成單電子數(shù)最多的元素的價層電子排布式為3d⁵4s¹．
（2）C、N、O三種元素第一電離能從大到小的順序是N＞O＞C
（3）N₂F₂分子中N原子的雜化方式是sp²雜化，l mol N₂F₂含有3molσ鍵．
（4）NF₃的鍵角＜NH₃的鍵角（填“＜”“＞”或“=”），原因是F元素電負性比H大，NF₃中N周圍電子密度小于NH₃中N周圍電子密度．
（5）NH₄BF₄（氟硼酸銨）是合成氮化硼納米管的原料之一．l mol NH₄BF₄₂mol配位鍵．
（6）安全氣囊的設(shè)計原理為6NaN₃+FeIO₃$\frac{\underline{\;撞擊\;}}{\;}$Na₂O+2Fe+9N₂↑
①等電子體的原理是：原子總數(shù)相同，價電子總數(shù)相同的分子或離子具有相似的化學(xué)鍵特征，具有許多相近的性質(zhì)．寫出兩種與N₃^-互為等電子體的分子或離子CO₂、CNO^-．
②Na₂O的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，品胞邊長為566pm，晶胞中氧原子的配位數(shù)為8，Na₂O晶體的密度為$\frac{4×62}{6.02×1{0}^{23}×（566×1{0}^{-10}）^{3}}$g•cm^-3（只要求列算式，不必計算出結(jié)果）

Answer 1

分析 （1）2p能級3個電子分別單獨優(yōu)先占據(jù)一個軌道；前4周期元素中，基態(tài)原子核外電子排布成單電子數(shù)最多，只能處于第四周期，根據(jù)洪特規(guī)則特例書寫價層電子排布式；
（2）同周期隨原子序數(shù)增大，元素第一電離能呈增大趨勢，氮元素2p能級為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能高于同周期相鄰元素的；
（3）N₂F₂分子結(jié)構(gòu)式為F-N=N-F；
（4）F元素電負性比H大，NF₃中N周圍電子密度減小，成鍵電子對之間的排斥力較小，因而鍵角較小；
（5）NH₄BF₄ 中銨根離子中含有1個配位鍵，B原子與F之間形成1個配位鍵；
（6）①原子總數(shù)相同、價電子總數(shù)相同的分子或離子互為等電子體；
②由均攤法可知晶胞中白色球數(shù)目為4、黑色球數(shù)目為8，Na原子與氧原子數(shù)目之比為2：1，則白色球為氧原子、黑色球為Na原子，黑色球配位數(shù)為4，則白色球配位數(shù)為8，表示出晶胞質(zhì)量，再根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計算晶胞密度．

解答 解：（1）2p能級3個電子分別單獨優(yōu)先占據(jù)一個軌道，符合洪特規(guī)則；前4周期元素中，基態(tài)原子核外電子排布成單電子數(shù)最多，只能處于第四周期，由洪特規(guī)則特例可知價層電子排布式為3d⁵4s¹，
故答案為：洪特規(guī)則；3d⁵4s¹；
（2）同周期隨原子序數(shù)增大，元素第一電離能呈增大趨勢，氮元素2p能級為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能高于同周期相鄰元素的，故第一電離能：N＞O＞C，
故答案為：N＞O＞C；
（3）N₂F₂分子結(jié)構(gòu)式為F-N=N-F，分子中N原子含有1對孤對電子，N原子的雜化方式是sp²雜化，l mol N₂F₂含有3molσ鍵，
故答案為：sp²雜化；3；
（4）F元素電負性比H大，F(xiàn)元素電負性比H大，NF₃中N周圍電子密度小于NH₃中N周圍電子密度，成鍵電子對之間的排斥力較小，因而NF₃的鍵角＜NH₃的鍵角，
故答案為：＜；F元素電負性比H大，NF₃中N周圍電子密度小于NH₃中N周圍電子密度；
（5）NH₄BF₄ 中銨根離子中含有1個配位鍵，B原子與F之間形成1個配位鍵，l mol NH₄BF₄ 含有2mol配位鍵，
故答案為：2；
（6）①與N₃^-互為等電子體的分子或離子為CO₂、CNO^-等，
故答案為：CO₂、CNO^-；
②晶胞中白色球數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4、黑色球數(shù)目為8，Na原子與氧原子數(shù)目之比為2：1，則白色球為氧原子、黑色球為Na原子，黑色球配位數(shù)為4，則白色球配位數(shù)為8，晶胞質(zhì)量為4×$\frac{62}{6.02×1{0}^{23}}$g，則晶胞密度為4×$\frac{62}{6.02×1{0}^{23}}$g÷（566×10^-10 cm）³=$\frac{4×62}{6.02×1{0}^{23}×（566×1{0}^{-10}）^{3}}$g•cm^-3，
故答案為：8；$\frac{4×62}{6.02×1{0}^{23}×（566×1{0}^{-10}）^{3}}$．

點評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、電離能、雜化方式判斷、配位鍵、價層電子對數(shù)互斥理論、等電子體、晶胞結(jié)構(gòu)與計算等，（4）中鍵角判斷為易錯點、難點，注意同周期第一電離能異常情況．