Question

【題目】（1）以下列出的是一些原子的2p能級和3d能級中電子排布的情況，試判斷哪些違反了泡利原理________，哪些違反了洪特規則________。

（2）可用于制造火柴，其分子結構如圖所示。

分子中硫原子的雜化軌道類型為________。

每個分子中含有的孤電子對的數目為________。

（3）科學家合成了一種陽離子“”，其結構是對稱的，5個N排成“V”形，每個N都達到8電子穩定結構，且含有2個氮氮三鍵；此后又合成了一種含有“”的化學式為“”的離子晶體，其電子式為________。分子中鍵與鍵之間的夾角為，并有對稱性，分子中每個原子的最外層均滿足8電子穩定結構，其結構式為________________。

（4）直鏈多磷酸根陰離子是由兩個或兩個以上磷氧四面體通過共用頂角氧原子連接起來的，如圖所示。則由n個磷氧四面體形成的這類磷酸根離子的通式為________。

（5）碳酸鹽中的陽離子不同，熱分解溫度就不同。下表為四種碳酸鹽的熱分解溫度和金屬陽離子半徑

碳酸鹽
熱分解溫度	402	900	1172	1360
金屬陽離子半徑	66	99	112	135

隨著金屬陽離子半徑的增大，碳酸鹽的熱分解溫度逐步升高，原因是_____________。

（6）石墨的晶體結構和晶胞結構如圖所示。已知石墨的密度為，鍵的鍵長為，阿伏加德羅常數的值為，則石墨晶體的層間距為________cm。

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Answer 1

【答案】 碳酸鹽分解實際過程是晶體中陽離子結合碳酸根離子中氧離子，使碳酸根離子分解為二氧化碳的過程，陽離子所帶電荷相同時，陽離子半徑越小，其結合氧離子能力越強，對應的碳酸鹽就越容易分解

【解析】

（1）根據泡利不相容原理、洪特規則的內容分析回答；

（2）分子中硫原子的孤電子對數是 ，鍵數是2；

分子中硫原子的孤電子對數是、磷原子的孤電子對數是；

（3）由于陽離子“”，其結構是對稱的，5個N排成“V”形，每個N都達到8電子穩定結構，且含有2個氮氮三鍵，所以該微粒帶有一個單位的正電荷，電子式是，含有“”的化學式為“”的離子晶體，則該陰離子是。

（4）利用“數學歸納法”分析通式；

（5）碳酸鹽分解實際過程是晶體中陽離子結合碳酸根離子中氧離子，使碳酸根離子分解為二氧化碳的過程；

（6）晶胞的高等于層間距的2倍。

泡利原理指的是同一個原子軌道內不可能有兩個自旋方向相同的電子，因此違反泡利原理的是；洪特規則指的是電子盡可能分占不同軌道，且自旋方向相同，因此違反洪特規則的是；

（2）分子中硫原子的孤電子對數是 ，鍵數是2，雜化軌道數是4，所以硫原子的雜化軌道類型為；

每個磷原子的孤電子對數為1，每個硫原子的孤電子對為2，所以每個分子中含有的孤電子對的數目為10；

由于陽離子“”，其結構是對稱的，5個N排成“V”形，每個N都達到8電子穩定結構，且含有2個氮氮三鍵，所以該微粒帶有一個單位的正電荷，該離子的電子式是，含有“”的化學式為“”的離子晶體，則該陰離子是。化學式為“”的離子晶體的電子式為；分子中鍵與鍵之間的夾角為，并有對稱性，分子中每個原子的最外層均滿足8電子穩定結構，其結構式為；

根據給定的結構，由數學歸納法可知，由n個磷氧四面體形成的這類磷酸根離子的通式為；

隨著金屬陽離子半徑的增大，碳酸鹽的熱分解溫度逐步升高，原因是碳酸鹽分解實際過程是晶體中陽離子結合碳酸根離子中氧離子，使碳酸根離子分解為二氧化碳的過程，陽離子所帶電荷相同時，陽離子半徑越小，其結合氧離子能力越強，對應的碳酸鹽就越容易分解；

根據石墨的結構分析可知石墨晶體中含有的碳原子數為，又鍵的鍵長為rcm，所以晶胞的底面積為，根據晶胞的密度，解得。