Question

【題目】[化學(xué)——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]（15分）
我國科學(xué)家最近成功合成了世界上首個(gè)五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl（用R代表）�；卮鹣铝袉栴}：
（1）氮原子價(jià)層電子對(duì)的軌道表達(dá)式（電子排布圖）為。
（2）元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個(gè)電子形成氣態(tài)負(fù)一價(jià)離子時(shí)所放出的能量稱作第一電子親和能（E1）。第二周期部分元素的E1變化趨勢(shì)如圖（a）所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是；氮元素的E1呈現(xiàn)異常的原因是。
（3）經(jīng)X射線衍射測(cè)得化合物R的晶體結(jié)構(gòu)，其局部結(jié)構(gòu)如圖（b）所示。
①從結(jié)構(gòu)角度分析，R中兩種陽離子的相同之處為 ， 不同之處為。（填標(biāo)號(hào)）
A.中心原子的雜化軌道類型 B.中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)
C.立體結(jié)構(gòu) D.共價(jià)鍵類型
②R中陰離子N5-中的σ鍵總數(shù)為個(gè)。分子中的大π鍵可用符號(hào) 表示，其中m代表參與形成的大π鍵原子數(shù)，n代表參與形成的大π鍵電子數(shù)（如苯分子中的大π鍵可表示為 ），則N5-中的大π鍵應(yīng)表示為。
③圖（b）中虛線代表氫鍵，其表示式為（NH4+）N-H┄Cl、、。

（4）R的晶體密度為dg·cm-3 ， 其立方晶胞參數(shù)為anm，晶胞中含有y個(gè)[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]單元，該單元的相對(duì)質(zhì)量為M ， 則y的計(jì)算表達(dá)式為。

Answer 1

【答案】
（1）
（2）從左到右非金屬性增強(qiáng)，失電子能力減弱；N的p能級(jí)處于半充滿狀態(tài)
（3）AD；BC；5 ；；(H3O+) O—H…N；（NH4+）N—H…N
（4）
【解析】（1）N原子最外層電子排布式為2s22p3 ， 根據(jù)能量最低原理，泡利不相容原理，洪特規(guī)則得N的價(jià)層電子排布圖為
（2）同周期元素，從左到右非金屬性依次增大，原子核對(duì)電子的束縛能力增大，除氮原子外，其他原子得電子能力依次增大，得電子后形成的陰離子穩(wěn)定性逐漸增大，因此電子親和能增大；N的3p軌道上有3個(gè)電子，處于半滿狀態(tài)，較穩(wěn)定，得電子能力相對(duì)較弱，因此電子親和能減�。�
（3）NH4+和H3O+均為sp3雜化，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，且所有的共價(jià)鍵都是極性鍵，故相同之處為ABD． H3O+中有3個(gè)共價(jià)鍵和1對(duì)孤對(duì)電子，空間構(gòu)型為三角錐；NH4+中有4個(gè)共價(jià)鍵，呈正四面體．②由N5-的結(jié)構(gòu)圖，得σ鍵總數(shù)為5個(gè)．
每個(gè)N原子有且只有一個(gè)p軌道與N5-環(huán)平面垂直，一個(gè)p軌道中有1個(gè)電子，外來的1個(gè)電子也進(jìn)入這種p軌道中，因此π電子總數(shù)為1×5+1=6（個(gè)）．∴大π鍵表示為 ．
③由圖得，NH4+和H3O+中的H與N5-、Cl-都可形成氫鍵，可得以上答案．
（4）=,則y=