Question

【題目】鹽酸阿比多爾是一種鹽酸鹽，其主要作用是通過抑制流感病毒脂膜與宿主細(xì)胞的融合而阻斷病毒的復(fù)制，結(jié)構(gòu)如圖�；卮鹣铝袉栴}：

(1)鹽酸阿比多爾中所含N、O、S三種元素第一電離能由大到小的順序為___。O原子核外有___種不同運動狀態(tài)的電子，基態(tài)S原子的價電子排布圖不是，是因為該排布方式違背了___。

(2)該結(jié)構(gòu)中N原子的雜化方式是___。已知在氨分子中，H—N—H鍵角為107.3°，但是在[Zn(NH3)6]2+離子中H—N—H鍵角變?yōu)?/span>109.5°，分析原因為___。

(3)鹽酸阿比多爾中不含有的化學(xué)鍵類型為___(填選項字母)。

A.離子鍵 B.配位鍵 C.金屬鍵 D.σ鍵 E.π鍵 F.極性鍵 G.非極性鍵

(4)以氮化鎵(GaN)為代表的第三代半導(dǎo)體材料目前已成為全球半導(dǎo)體研究的前沿和熱點。GaN晶胞如圖1所示，圖2為晶胞沿y軸的投影1∶1平面圖。

①氮化硼與氮化鎵的結(jié)構(gòu)類似，氮化硼熔點3000℃，氮化鎵熔點1700℃，分析它們?nèi)埸c不同的原因____。

②晶胞中與一個Ga原子距離最近且相等的N原子有____個。

③設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則該晶胞的密度是___g·cm3(列出計算表達(dá)式)。

Answer 1

【答案】N＞O＞S 8 洪特規(guī)則 sp3、sp2 氨分子與Zn2+形成配合物后，孤對電子與Zn2+成鍵，原孤對電子與成鍵電子對之間的排斥作用變?yōu)槌涉I電子對之間的排斥作用，排斥作用減弱，所以H—N—H鍵角變大 C 氮化硼和氮化鎵都是共價晶體，B—N鍵長比Ga—N鍵長短，鍵能大，熔點高 4

【解析】

(1)同周期元素從左至右第一電離能呈逐漸增大的趨勢，同主族元素從上到下第一電離能呈逐漸減小的趨勢，N原子最外層電子排布為半充滿狀態(tài)，處于穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能比同周期相鄰元素大，則N、O、S三種元素第一電離能由大到小的順序為N＞O＞S；O原子核外有8個電子，每個電子的運動狀態(tài)都不同，則不同運動狀態(tài)的電子有8種；洪特規(guī)則規(guī)定電子分布到能量簡并的原子軌道時，優(yōu)先以自旋相同的方式分別占據(jù)不同的軌道，因為這種排布方式原子的總能量最低，則基態(tài)S原子的價電子排布圖違反了洪特規(guī)則；

(2)鹽酸阿比多爾分子結(jié)構(gòu)中含有2個N原子，分別如圖標(biāo)注所示：，1號氮原子與三個碳原子形成碳氮單鍵，類似于氨分子的空間結(jié)構(gòu)，該氮原子為sp3雜化，2號氮原子與碳碳雙鍵直接相連，與碳碳雙鍵形成平面結(jié)構(gòu)，該氮原子的空間構(gòu)型為平面三角形，為sp2雜化；氨分子與Zn2+結(jié)合變?yōu)?/span>[Zn(NH3)6]2+時，孤電子對變?yōu)槌涉I電子對，原孤對電子與成鍵電子對之間的排斥作用變?yōu)槌涉I電子對之間的排斥作用，排斥作用減弱，所以H—N—H鍵角變大，因此氨分子中，H—N—H鍵角為107.3°，但是在[Zn(NH3)6]2+離子中H—N—H鍵角變?yōu)?/span>109.5°；

(3)鹽酸阿比多爾是一種鹽酸鹽，屬于離子化合物，含有離子鍵；類比銨鹽的形成，氨基中氮原子與ＨCl中的氫離子形成配位鍵；根據(jù)結(jié)構(gòu)圖所示，結(jié)構(gòu)中含有多條不同的單鍵，單鍵都為σ鍵，分子結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)和碳氧雙鍵，苯環(huán)中含有離域大π鍵，碳氧雙鍵中一個σ鍵和一個π鍵；氫氧單鍵為不同非金屬元素形成的共價鍵，為極性共價鍵，碳碳鍵由同種元素形成的共價鍵，為非極性共價鍵，金屬鍵為金屬晶體中特有的鍵，該鹽中不含金屬鍵，答案選C；

(4)①氮化硼和氮化鎵都是共價晶體，B—N鍵長比Ga—N鍵長短，鍵能大，熔點高；

②以該晶胞中面心上的Ga為中心，與該Ga原子距離最近且相等的N原子有2個，該晶胞上方無隙并置一個相同的晶胞，還有兩個與該Ga原子距離最近且相等的N原子，則共有4個；

③根據(jù)圖1所示，Ga位于晶胞的頂點和面心，Ga原子的數(shù)目為×8+6×=4個，N位于晶胞的體內(nèi)，N原子的個數(shù)為4個，則一個晶胞中含有4個氮化鎵(GaN)，晶胞的質(zhì)量為，根據(jù)圖2所示，晶胞的面對角線長度為4apm=4a×10-10cm，則晶胞的邊長為，則晶胞的體積為(2a×10-10)3 cm3，根據(jù)晶胞密度計算公式ρ==。