Question

【題目】（化學——物質結構與性質）

離子液體是一類具有很高應用價值的綠色溶劑和催化劑，其中的 EMIM+離子由H、C、N三種元素組成，結構如圖所示�；卮鹣铝袉栴}：

碳原子價層電子的軌道表達式為_____;基態(tài)碳原子中，核外電子占據的最高能級的電子云輪廓圖為_____形。

（2）根據價層電子對互斥理論，NH3、NO3-、NO2-中，中心原子價層電子對數不同于其他兩種粒子的是_____。NH3比PH3的沸點高，原因是______.

（3）氮元素的第一電離能比同周期相鄰元素都大的原因是_____。

（4）己知分子中的大鍵可用符號表示，其中n代表參與形成大鍵的原子數，m代表參與形成大鍵的電子數（如苯分子中的大鍵可表示為）。EMIM+離子中的五元環(huán)跟苯分子相似為平面結構，則EMIM+ 離子中碳原子雜化方式有：_____，其中的大鍵應表示為_____.

（5）立方氮化硼硬度僅次于金剛石，但熱穩(wěn)定性遠高于金剛石，其晶胞結構如圖所示。立方氮化硼屬于晶體，其中硼原子的配位數為_____。已知：立方氮化硼密度為dg/cm3, B原子半徑為xpm，N原子半徑為xpm，阿伏加德羅常數的值為NA，則該晶胞中原子的空間利用率為______（列出化簡后的計算式）。

Answer 1

【答案】 啞鈴 NH3 NH3間存在氫鍵，分子間作用力大于PH3 基態(tài)氮原子電子占據的最高能級為半充滿，較穩(wěn)定 sp2、sp3 原子 4 ×100%

【解析】

（1）碳原子價電子數為4，價電子排布式為2s22p2，所以價層電子的軌道表達式為；基態(tài)碳原子核外電子占據的最高能級為2p，p的電子云輪廓圖為啞鈴形；

（2）NH3中N原子價層電子對個數=3+=4，NO3-中N原子價層電子對個數=3+；NO2-中N原子價層電子對個數=2+，所以中心原子價層電子對數不同于其他其他兩種粒子的是NH3；NH3比PH3的沸點高是因為氨分子間存在氫鍵；

（3）VA族比同周期相鄰元素都大，是因為最高能級p軌道上電子數為特殊的半充滿狀態(tài)，能量低、較穩(wěn)定；

（4）根據圖1中EMIM+離子中鍵總數為5個，根據信息，EMIM+離子中C原子的VSEPR模型有四面體和平面三角形兩種，即C原子采用sp3、sp2雜化，EMIM+離子有6個電子可形成大π鍵，可用符號Π56表示；

（5）立方氮化硼硬度僅次于金剛石，晶體類型類似于金剛石，是原子晶體；晶胞中每個N原子連接4個B原子，氮化硼化學式BN，所以晶胞中每個B原子也連接4個N原子，即硼原子的配位數為4；晶胞中N原子數為4，B原子數=8×，晶胞的質量m=，晶胞的體積V==，B、N原子總體積V’=4×[]=cm3，晶胞中原子的空間利用率=×100%=×100%。

（1）碳原子價電子數為4，價電子排布式為2s22p2，所以價層電子的軌道表達式為；基態(tài)碳原子核外電子占據的最高能級為2p，p的電子云輪廓圖為啞鈴形；

（2）NH3中N原子價層電子對個數=3+=4，NO3-中N原子價層電子對個數=3+；NO2-中N原子價層電子對個數=2+，所以中心原子價層電子對數不同于其他其他兩種粒子的是NH3；NH3比PH3的沸點高是因為氨分子間存在氫鍵；

（3）VA族比同周期相鄰元素都大，是因為最高能級p軌道上電子數為特殊的半充滿狀態(tài)，能量低、較穩(wěn)定；

（4）根據圖1中EMIM+離子中鍵總數為5個，根據信息，EMIM+離子中C原子的VSEPR模型有四面體和平面三角形兩種，即C原子采用sp3、sp2雜化，EMIM+離子有6個電子可形成大π鍵，可用符號Π56表示，故答案為：sp3、sp2；Π56；

（5）立方氮化硼硬度僅次于金剛石，晶體類型類似于金剛石，是原子晶體；晶胞中每個N原子連接4個B原子，氮化硼化學式BN，所以晶胞中每個B原子也連接4個N原子，即硼原子的配位數為4；晶胞中N原子數為4，B原子數=8×，晶胞的質量m=，晶胞的體積V==，B、N原子總體積V’=4×[]=cm3，晶胞中原子的空間利用率=×100%=×100%。