Question

【題目】新型超高能材料是國(guó)家核心軍事力量制高點(diǎn)的重要標(biāo)志，高性能炸藥BNCP的結(jié)構(gòu)如圖，回答下列問(wèn)題：

（1）BNCP中Co3+的基態(tài)價(jià)層電子軌道表示式是__，Co3+的配位數(shù)是__，陰離子ClO4-的中心原子雜化類(lèi)型是__。

（2）1mol配體中的σ鍵的數(shù)目是__，已知該配體是平面結(jié)構(gòu)，圖中標(biāo)記的N原子與O原子之間的σ鍵是由N原子的__雜化軌道與O原子的__軌道重疊形成的。

（3）比較NO2+、NO2、NO2-的鍵角大�。�__，與NO2-互為等電子體的單質(zhì)是___。

（4）比較、的沸點(diǎn)并說(shuō)明理由：__。

（5）比較H2O與OF2的極性大小并說(shuō)明理由：__。

（6）2018年南京理工大學(xué)胡炳成團(tuán)隊(duì)合成全國(guó)首個(gè)全氮陰離子，全氮陰離子的鹽AgN5的晶體結(jié)構(gòu)中：N5-采取面心立方最密堆積，Ag+填在正四面體空隙中，從晶胞上方的俯視投影圖如圖。每個(gè)晶胞中含有的N5-的數(shù)目是__。Ag+與N5-最近的距離是__(用a表示)。

Answer 1

【答案】 6 sp3 8NA sp2 2p NO2+>NO2>NO2- O3 < H2O的極性大于OF2，H2O和OF2都是V形結(jié)構(gòu)，H和O的電負(fù)性的差值大于O和F之間的電負(fù)性差值，則H2O的極性更大 4 a

【解析】

(1)根據(jù)價(jià)層電子軌道排布方式寫(xiě)出軌道表示式，由結(jié)構(gòu)圖可知Co3+的配位數(shù)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論的雜化軌道計(jì)算公式得到ClO4-的雜化方式；

(2)每?jī)蓚�(gè)原子之間形成1個(gè)σ鍵，因?yàn)槭瞧矫娼Y(jié)構(gòu)，所以是N的sp2雜化軌道與O的2p軌道重疊形成σ鍵；

(3)NO2+是直線型結(jié)構(gòu)，鍵角為180°，NO2和NO2-是sp2雜化V型結(jié)構(gòu)，鍵角約為120°，其中NO2的N原子的其中一個(gè)雜化軌道上含一個(gè)單電子，NO2-的N原子雜化軌道上含一對(duì)電子，則排斥力更大，鍵角更小；

(4)苯環(huán)上羥基位置不同會(huì)形成不同種類(lèi)的氫鍵，從而影響物質(zhì)的沸點(diǎn)；

(5) H2O與OF2分子結(jié)構(gòu)相似，比較O與H和F的電負(fù)性差值的相對(duì)大小進(jìn)行判斷；

(6)由圖計(jì)算每個(gè)晶胞中含有的N5-的數(shù)目；該結(jié)構(gòu)類(lèi)似四方ZnS的結(jié)構(gòu)，因此可以求算品胞中的離子數(shù)與陰陽(yáng)離子的最近距離。

(1)Co為27號(hào)元素，Co3+核外有24個(gè)電子，基態(tài)價(jià)層軌道表示式為，由結(jié)構(gòu)圖可知Co3+的配位數(shù)為6，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論的雜化軌道計(jì)算公式得到ClO4-的雜化方式為sp3雜化；

(2)每?jī)蓚�(gè)原子之間形成1個(gè)σ鍵，由結(jié)構(gòu)圖可知，1mol配體中的σ鍵有8mol，即數(shù)目為8NA，因?yàn)槭瞧矫娼Y(jié)構(gòu)，所以是N的sp2雜化軌道與O的2p軌道重疊形成σ鍵；

(3)NO2+是直線型結(jié)構(gòu)，鍵角為180°，NO2和NO2-是sp2雜化V型結(jié)構(gòu)，鍵角約為120°，其中NO2的N原子的其中一個(gè)雜化軌道上含一個(gè)單電子，NO2-的N原子雜化軌道上含一對(duì)電子，則排斥力更大，鍵角更小，所以三者鍵角大小關(guān)系為：NO2+>NO2>NO2-；1個(gè)NO2-有3個(gè)原子，核外有24個(gè)電子，與NO2-互為等電子體的單質(zhì)是O3；

(4)存在分子內(nèi)氫鍵，而存在分子間氫鍵，沸點(diǎn)更高；

(5)H2O的極性大于OF2，H2O和OF2都是V形結(jié)構(gòu)，H和O的電負(fù)性的差值大于O和F之間的電負(fù)性差值，則H2O的極性更大；

(6)由圖計(jì)算每個(gè)晶胞中含有的N5-的數(shù)目為4+4+1=4；該結(jié)構(gòu)類(lèi)似四方ZnS的結(jié)構(gòu)，因此可以求算品胞中的Ag+與N5-最近的距離是=a。