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第15讲物质结构与性质(选修3)考纲要求1.原子结构与元素的性质：(1)了解原子核外电子的排布原理及能级分布，能正确书写价电子的电子排布式和轨道表达式。了解原子核外电子的运动状态。(2)了解元素电离能、电负性的含义，并能用以说明元素的某些性质。(3)了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。2.化学键与物质的性质：(1)理解离子键、共价键、金属键的含义和形成，了解共价键的极性，能根据物质的结构特征解释其物理性质。(2)了解配位键的含义。(3)了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。(4)了解金属晶体常见的堆积方式。(5)能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的空间结构。3.分子间作用力与物质的性质：(1)了解范德华力的含义及对物质性质的影响。(2)了解氢键的含义及氢键的存在对物质性质的影响，能列举含有氢键的物质。(3)了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构与性质的关系。(4)了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。(5)了解晶格能的概念，了解晶格能对离子晶体性质的影响。学科素养1.宏观辨识与微观探析：认识原子的核外电子的运动状态，排布原理及元素的某些性质，能从化学键角度认识分子的结构、性质，从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。2.证据推理与模型认知：能运用价层电子对互斥理论和晶体模型解释和推测简单分子或离子的空间结构及常见晶体的晶胞结构及类型，揭示现象的本质和规律。网络构建核心强化1复习必记的4种金属核外电子排布式的书写Cr：1s22s22p63s23p63d54s1或Ar3d54s1；Fe：1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2；Cu：1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1；Zn：1s22s22p63s23p62d104s2或Ar3d104s2。2常考元素第一电离能的大小比较NOC，PSSi。3常考分子的杂化方式和空间构型CH4：sp3杂化，正四面体；NH3：sp3杂化，三角锥；H2O：sp3杂化，V形。4熟记几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目ANaCl(含4个Na，4个Cl)B干冰(含4个CO2)CCaF2(含4个Ca2，8个F)D金刚石(含8个C)E体心立方(含2个原子)F面心立方(含4个原子)5易错的知识点(1)A族和A族元素位于s区，AA族和0族元素位于p区，BB族和族元素位于d区，B族和B族元素位于ds区。(2)一般地，原子的第一电离能越小，金属性越强。(3)叁键中有1个键和2个键。一般键比键稳定。(4)杂化轨道只用于形成键或者用来容纳未参与成键的孤电子对，未参与杂化的p轨道可用于形成键。(5)氢键的存在使冰的密度小于水的密度，使H2O的沸点高于H2S的沸点。(6)分子晶体具有熔点低、硬度很小、易升华的物理特性。(7)原子晶体中相邻原子间以共价键相结合，高硬度、高熔点是原子晶体的物理特性。(8)晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，而且熔点越高，硬度越大。考点一原子结构与性质(1)(2018全国卷)回答下列问题：下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为_、_(填标号)。Li与H具有相同的电子构型，r(Li)小于r(H)，原因是_。(2)(2018全国卷)回答下列问题：Zn原子核外电子排布式为_。黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn)_I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是_。(3)(2018全国卷)回答下列问题：基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为_，基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_形。解析(1)根据能级能量E(1s)E(2s)”或“”)(4)(2016全国卷)光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是_。(5)(2015全国卷)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2和B具有相同的电子构型；C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。则四种元素中电负性最大的是_(填元素符号)。(6)(2013全国卷)F、K、Fe、Ni四种元素中第一电离能最小的是_，电负性最大的是_。(填元素符号)解析(1)O是非金属元素，而Mn是金属元素，前者易得电子而不易失电子，后者则反之，所以O的第一电离能大于Mn的。Mn和O的基态原子核外电子排布式分别为1s22s22p63s23p63d54s2、1s22s22p4，前者的3d轨道中5个电子均未成对，后者的2p轨道中有2个电子未成对，所以Mn的基态原子核外未成对电子数较多。(2)非金属性：HCO，则电负性：HCO。(3)同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小，第一电离能呈增大趋势。(4)锗、锌位于同周期，同一周期从左至右元素的电负性逐渐增大(除稀有气体元素外)，而氧位于元素周期表右上角，电负性仅次于氟，由此得出氧、锗、锌的电负性依次减小。(5)C元素原子核外电子总数是最外层电子数的3倍，为P元素，与P同周期的元素D最外层有1个未成对电子，推出D为Cl，原子序数小于15的A2与B具有相同的电子构型，则推出A为O，B为Na,4种元素中O的非金属性最强，电负性最大。(6)金属K的金属性最强，第一电离能最小，F的非金属性最强，电负性最大。答案(1)OMn(2)HCGeZn(5)O(6)KF电离能与电负性变化规律与大小判断(1)元素第一电离能的周期性变化规律(2)电离能、电负性大小判断规律在周期表中，电离能、电负性从左到右逐渐增大，从上往下逐渐减小特性同周期主族元素，第A族(ns2)全充满、第A族(np3)半充满，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的第A和第A族元素方法我们常常应用化合价及物质类别判断电负性的大小，如O与Cl的电负性比较：HClO中Cl为1价、O为2价，可知O的电负性大于Cl；Al2O3是离子化合物、AlCl3是共价化合物，可知O的电负性大于Cl角度三：原子结构与性质3A、B、C、D、E、F为硫酸铝钾和硫酸铝铵的组成元素，A原子核外只有1种运动状态的电子，B、C元素位于第二周期且原子半径BC，D与C同主族，E、F元素的电离能数据如下表：请回答下列问题：(1)A在元素周期表中属于_区元素。(2)基态E原子的电子排布式为_。(3)D、E、F离子半径大小顺序为_(用离子符号表示)。(4)B、C、D电负性大小顺序为_(用元素符号表示)。(5)参照表中数据，进行判断：Mg原子第一电离能_(填“大于”或“小于”)577.5 kJmol1。(6)通过上述信息和表中数据分析，为什么E原子失去核外第二个电子所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量：_。解析硫酸铝钾和硫酸铝铵的化学式分别为KAl(SO4)2、NH4Al(SO4)2，二者的组成元素有H、O、N、S、Al、K，需根据题目条件推出A、B、C、D、E、F所对应的元素。A原子核外只有1种运动状态的电子，说明A原子外只有1个电子，A为H。H、O、N、S、Al、K六种元素中，只有O、N处于第二周期，且N的原子半径大于O，故B为N，C为O。与O元素同主族的应该是S，故D为S。根据E、F元素电离能数据可知，E元素的第一电离能和第二电离能相差很大，第二电离能与第三、四电离能相差不大，说明E原子最外层只有1个电子，故E为K，F为Al。(1)H的原子结构中只有1s上有1个电子，所以H属于s区元素。(2)E为K，其原子核外有19个电子，基态K原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s1。(3)S2、Al3、K半径比较时，由于K、S2具有3个电子层，Al3只有2个电子层，所以K、S2的半径都大于Al3的半径，K和S2具有相同的电子层结构，原子序数越小，半径越大，故S2的半径大于K的半径。(4)元素非金属性越强，其电负性越大，故电负性ONS。(5)Mg原子的价电子排布式为3s2，处于全充满状态，失去3s2上的1个电子比Al原子失去3p1上的1个电子更难，故Mg原子的第一电离能大于577.5 kJmol1。答案(1)s(2)1s22s22p63s23p64s1(3)S2KAl3(4)ONS(5)大于(6)K原子失去一个电子后，K已形成稳定结构，此时再失去一个电子很困难4(2018重庆一中阶段检测)已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X与Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成负一价离子。请回答下列问题：(1)X元素基态原子的电子排布式为_，该元素的符号是_。(2)Y元素原子的价层电子排布图为_，该元素的名称是_。(3)已知化合物X2Y3在稀硫酸中可被金属锌还原为XZ3，产物还有ZnSO4和H2O，该反应的化学方程式是_。(4)比较X的氢化物与同族第二、三周期元素所形成的氢化物的稳定性，并说明理由：_。解析(1)根据构造原理，X元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，该元素为33号元素砷，符号是As。(2)Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，Y可能为O或C，因X与Y可形成化合物X2Y3，故Y为O，其价层电子排布图为。(3)根据三种元素的原子序数之和等于42可推出Z为H，XZ3为AsH3，根据得失电子守恒配平化学方程式：As2O36Zn6H2SO4=2AsH36ZnSO43H2O。(4)同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，其氢化物中化学键的键长逐渐增大，键能逐渐减小，稳定性逐渐减弱。答案(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3As(2)氧(3)As2O36Zn6H2SO4=2AsH36ZnSO43H2O(4)稳定性：NH3PH3AsH3。原因：原子半径NPNC(3)sp3乙二胺分子间可以形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键(4)4CF(5)三角锥形sp3(1)微粒的空间构型(2)微粒空间构型的其他判断方法一般情况下，对于ABn型分子，可根据n的值判断微粒的空间构型：考点三晶体结构与性质(1)(2018全国卷)Li2O具有反萤石结构，晶胞如图所示。已知晶胞参数为0.4665 nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为_gcm3(列出计算式)。(2)(2018全国卷)金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为_。六棱柱底边边长为a cm，高为c cm，阿伏加德罗常数的值为NA，Zn的密度为_gcm3(列出计算式)。(3)(2018全国卷)FeS2晶体的晶胞如图所示。晶胞边长为a nm，FeS2相对分子质量为M，阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为_gcm3；晶胞中Fe2位于S所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为_nm。解析(1)1个氧化锂晶胞含O的个数为864，含Li的个数为8,1 cm107 nm，代入密度公式计算可得Li2O的密度为 gcm3。(2)题图中原子的堆积方式为六方最密堆积。六棱柱底部正六边形的面积6a2 cm2，六棱柱的体积6a2c cm3，该晶胞中Zn原子个数为12236，已知Zn的相对原子质量为65，阿伏加德罗常数的值为NA，则Zn的密度gcm3。(3)该晶胞中Fe2位于棱上和体心，个数为1214，S位于顶点和面心，个数为864，故晶体密度为4 g(a107 cm)31021 gcm3。根据晶胞结构，S所形成的正八面体的边长为该晶胞中相邻面的面心之间的连线之长，即为晶胞边长的，故该正八面体的边长为a nm。答案(1)(2)六方最密堆积(A3型)(3)1021a分点突破角度一：晶体的类型与性质判断1(1)金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色易挥发性液体Ni(CO)4，呈正四面体构型。试推测Ni(CO)4的晶体类型是_，Ni(CO)4易溶于_(填字母)。A水B四氯化碳C苯D硫酸镍溶液(2)实验测得铝元素与氯元素形成化合物的实际组成为Al2Cl6，其球棍模型如图所示。已知Al2Cl6在加热时易升华，Al2Cl6属于_(填晶体类型，下同)晶体。NaAl(OH)4属于_晶体，存在的化学键有_。(3)磷化硼(BP)是一种有价值的耐磨硬涂层材料，它是在高温(750 )氢气氛围下通过三溴化硼和三溴化磷反应制得的，可知BP为_晶体。(4)原子簇是由几个到几百个原子形成的聚集体，如铝原子簇Al13、Al14。已知原子簇价电子总数为2,8,20,40,58时，原子簇通常可稳定存在。其中Al13的性质与卤素性质相似，则铝原子簇Al13属于_晶体，铝原子之间的作用力为_。解析(1)由“易挥发性液体”可知Ni(CO)4是分子晶体，由“正四面体构型”可知Ni(CO)4是非极性分子，易溶于非极性溶剂四氯化碳和苯中。(2)由图可知，Al2Cl6是分子晶体。NaAl(OH)4是离子化合物，故是离子晶体，存在离子键、极性共价键、配位键。(3)磷化硼(BP)是一种有价值的耐磨硬涂层材料，说明硬度比较大；它是在高温(750 )氢气氛围下通过三溴化硼和三溴化磷反应制得的，说明耐高温；熔、沸点比较高，故其是原子晶体。(4)由题目信息可知，铝原子簇Al13应为分子晶体，内部铝原子之间的作用力为共价键。答案(1)分子晶体BC(2)分子离子离子键、极性共价键、配位键(3)原子(4)分子共价键2(1)Na2SO4的熔点为884 ，NaNO3的熔点为307 ，Na2SO4熔点更高的原因是_。(2)晶体硅的结构与金刚石非常相似。金刚石、晶体硅和金刚砂(碳化硅)的熔点由高到低的顺序为_(填化学式)。(3)下表是一组物质的沸点数据：有机物甲醇(CH3OH)丙烯(CH3CH=CH2)一氟甲烷(CH3F)相对分子质量324234沸点/64.747.778.2甲醇相对分子质量较小，沸点却高于其他两种物质的原因是_。解析(1)由于Na2SO4和NaNO3均为离子晶体，SO所带电荷比NO的多，故Na2SO4的晶格能较大，所以硫酸钠熔点较高。(2)金刚石、晶体硅和金刚砂(碳化硅)均是原子晶体，原子半径CSiCSi。(3)由于甲醇分子间存在氢键，从而导致甲醇沸点高。答案(1)Na2SO4和NaNO3均为离子晶体，SO所带电荷比NO的多，故Na2SO4晶格能较大，熔点较高(2)CSiCSi(3)甲醇分子间存在氢键3按要求回答下列问题：(1)(2015全国卷)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253 K，沸点为376 K，其固体属于_晶体。(2015全国卷)氧和钠的氢化物所属的晶体类型分别为_和_。(2)(2017全国卷)在CO2低压合成甲醇反应(CO23H2=CH3OHH2O)所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为_，原因是_。(2016全国卷)GaF3的熔点高于1000 ，GaCl3的熔点为77.9 ，其原因是_。答案(1)分子分子晶体离子晶体(2)H2OCH3OHCO2H2H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多，CO2与H2均为非极性分子，CO2的相对分子质量较大，范德华力较大GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体比较晶体熔、沸点高低的规律方法(1)不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律原子晶体离子晶体分子晶体，金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔点很高，汞、铯等熔点很低。(2)同类型晶体的熔、沸点高低一般规律原子晶体由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。如熔点：金刚石碳化硅硅。离子晶体一般地说，阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgONaClCsCl。分子晶体a分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地高。如H2OH2TeH2SeH2S。b组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。SnH4GeH4SiH4CH4。c组成和结构不相似的分子晶体(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高。如CON2，CH3OHCH3CH3。金属晶体金属离子半径越小，离子电荷数越多，金属键越强，金属熔、沸点就越高。如熔、沸点：AlMgNa。角度二：晶胞的计算4Ni、Fe、La的化合物在工农业生产中有广泛的应用。(1)铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的晶胞如图1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(xn)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为_。(2)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如图3所示。该合金的化学式为_。(3)铁有、三种同素异形体，其晶胞如图4所示，Fe晶胞中所含有的铁原子数为_，Fe、Fe两种晶胞中铁原子的配位数之比为_。解析(1)观察晶胞图、能量变化图知，Cu替代顶点上的Fe(a位置Fe)，化学式为Fe3CuN，能量较低，较稳定；Cu替代面心上的Fe(b位置Fe)，化学式为FeCu3N，能量较高，不稳定。(2)每个晶胞中含有La的个数为81，Ni的个数为185，该合金的化学式为LaNi5或Ni5La。(3)利用均摊法计算Fe晶胞中所含有的铁原子数：864；根据晶胞的结构可知，Fe晶胞中以顶点铁原子为例，与之距离最近且相等的铁原子是体心上的铁原子，这样的原子有8个，所以铁原子的配位数为8，Fe晶胞中以顶点铁原子为例，与之距离最近且相等的铁原子是与其相邻的其他顶点上的铁原子，这样的原子有6个，所以铁原子的配位数为6，所以Fe、Fe两种晶胞中铁原子的配位数之比为43。答案(1)Fe3CuN(2)LaNi5(或Ni5La)(3)4435锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。锗单晶具有金刚石型结构。回答下列问题：(1)金刚石晶胞如图1所示，其中含有_个碳原子。若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，则r_a，碳原子在晶胞中的空间占有率为_(不要求计算结果)。(2)晶胞有两个基本要素：原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，如图2为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0,0,0)；B为；C为。则D原子的坐标参数为_。晶胞参数，描述晶胞的大小和形状，已知Ge单晶的晶胞参数a565.76 pm，其密度为_ gcm3(列出计算式即可)。解析(1)由金刚石的晶胞结构可知，晶胞内部有4个C原子，面心上有6个C原子，顶点有8个C原子，所以金刚石晶胞中C原子数目为4688；若C原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，则正方体体对角线长度的就是CC键的键长，即a2r，所以ra，碳原子在晶胞中的空间占有率。(2)对照晶胞图示、坐标系以及A、B、C的坐标，选A作为参照，观察D在晶胞中的位置(体对角线的处)，由B、C的坐标可以推知D的坐标为。类似金刚石晶胞，1个Ge单晶的晶胞中含有8个锗原子，则 gcm3。答案(1)8(2)6按要求回答下列问题：(1)(2016全国卷)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_。若合金的密度为d gcm3，晶胞参数a_ nm。(2)(2016全国卷)GaAs的熔点为1238 ，密度为 gcm3，其晶胞结构如图所示。Ga和As的摩尔质量分别为MGa gmol1和MAs gmol1，原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_。(3)(2015全国卷)Na和O能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数a0.566 nm，F的化学式为_；晶胞中O原子的配位数为_；列式计算晶体F的密度(gcm3)_。解析(1)由晶胞结构图可知，Ni原子处于立方晶胞的顶点，Cu原子处于立方晶胞的面心，根据均摊法，每个晶胞中含有Cu原子的个数为63，含有Ni原子的个数为81，故晶胞中Cu原子与Ni原子的数量比为31。根据mV可得，1 mol晶胞的质量为(64359) ga3d gcm3NA，则acm107 nm。(2)分析GaAs的晶胞结构，4个Ga原子处于晶胞体内，8个As原子处于晶胞的顶点、6个As原子处于晶胞的面心，结合“均摊法”计算可知，每个晶胞中含有4个Ga原子，含有As原子个数为864(个)，Ga和As的原子半径分别为rGa pmrGa1010 cm，rAs pmrAs1010 cm，则原子的总体积为V原子4(rGa1010 cm)3(rAs1010 cm)31030(rr)cm3。又知Ga和As的摩尔质量分别为MGa gmol1和MAs gmol1，晶胞的密度为 gcm3，则晶胞的体积为V晶胞cm3，故GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为100%100%100%。(3)O2半径大于Na半径，由F的晶胞结构可知，大球代表O2，小球代表Na，每个晶胞中含有O2个数为864，含有Na个数为8，故O2、Na离子个数之比为4812，从而推知F的化学式为Na2O。由晶胞结构可知，每个O原子周围有8个Na原子，故O原子的配位数为8。晶胞参数a0.566 nm0.566107 cm，则晶胞的体积为(0.566107 cm)3，从而可知晶体F的密度为2.27 gcm3。答案(1)31107(2)100%(3)Na2O82.27 gcm3(1)均摊法确定晶胞的化学组成方法晶胞中任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，该原子对这个晶胞的贡献就是。类型a长方体(正方体)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献：b非长方体(非正方体)晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情况而定。如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)对六边形的贡献为。再如图所示的正三棱柱形晶胞中：(2)晶体密度及粒子间距离的计算计算晶体密度的方法以一个晶胞为研究对象，根据mV，其一般的计算规律和公式可表示为：na3，其中M为晶体的摩尔质量，n为晶胞所占有的粒子数，NA为阿伏加德罗常数，为晶体密度，a为晶胞参数。计算晶体中粒子间距离的方法1(2018江苏卷)臭氧(O3)在Fe(H2O)62催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为SO和NO，NOx也可在其他条件下被还原为N2。(1)SO中心原子轨道的杂化类型为_；NO的空间构型为_(用文字描述)。命题点：杂化类型及空间构型(2)Fe2基态核外电子排布式为_。命题点：电子排布式(3)与O3分子互为等电子体的一种阴离子为_(填化学式)。命题点：等电子体(4)N2分子中键与键的数目比n()n()_。命题点：共价键(5)Fe(H2O)62与NO反应生成的Fe(NO)(H2O)52中，NO以N原子与Fe2形成配位键。请在Fe(NO)(H2O)52结构示意图的相应位置补填缺少的配体。命题点：配位键解析(1)SO中S原子的价层电子对数为4，所以采取sp3杂化。NO中氮原子上无孤对电子，成键电子对数为3，即N采取sp2杂化，NO的空间构型为平面(正)三角形。(2)Fe的原子序数是26，Fe2核外有24个电子，其基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6。(3)等电子体是指价电子总数和原子数均相同的分子、离子或原子团，O3与NO均为3原子18价电子的粒子，故二者互为等电子体。(4)N2分子中含有1个键和2个键。(5)注意Fe(NO)(H2O)52中N原子与Fe2形成配位键即可。答案(1)sp3平面(正)三角形(2)Ar3d6或1s22s22p63s23p63d6(3)NO(4)12(5)2(2017全国卷)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列问题：(1)氮原子价层电子对的轨道表达式(电子排布图)为_。命题点：电子排布图(2)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素的E1变化趋势如图(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呈现异常的原因是_。命题点：亲和能力比较(3)经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图(b)所示。从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为_，不同之处为_。(填标号)A中心原子的杂化轨道类型B. 中心原子的价层电子对数C立体结构D共价键类型R中阴离子N中的键总数为_个。分子中的大键可用符号表示，其中m代表参与形成大键的原子数，n代表参与形成大键的电子数(如苯分子中的大键可表示为)，则N中的大键应表示为_。图(b)中虚线代表氢键，其表示式为(NH)NHCl、_、_。命题点：物质构型(4)R的晶体密度为d gcm3，其立方晶胞参数为a nm，晶胞中含有y个(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl单元，该单元的相对质量为M，则y的计算表达式为_。命题点：晶体结构及计算解析(1)N原子位于第二周期第A族，价电子是最外层电子，即电子排布图是；(2)根据图(a)，电子亲和能增大(除N外)，同周期从左向右非金属性增强，得电子能力增强，因此同周期自左而右电子亲和能增大；氮元素的p能级达到半满状态，原子相对稳定，不易得到1个电子；(3)根据图(b)，阳离子是NH和H3O，NH中心原子N含有4个键，孤电子对数为(5141)/20，价层电子对数为4，杂化类型为sp3，H3O中心原子是O，含有3个键，孤电子对数为(613)/21，空间构型为正四面体形，价层电子对数为4，杂化类型为sp3，空间构型为三角锥形，因此相同之处为ABD，不同之处为C；根据图(b)N中键总数为5个；根据信息，N的大键
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