Question

【題目】I．尿素[CO(NH2)2]是人工合成的第一種有機(jī)物。

（1）尿素中所含元素的電負(fù)性最大的是________，尿素分子間的氫鍵可表示為_____。

（2）尿素可用于制有機(jī)鐵肥，主要代表有[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3 。

①與鐵同周期且未成對(duì)電子數(shù)與Fe3+相同的元素是________。

②[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3中不存在的化學(xué)鍵____________（填序號(hào)）。

A 離子鍵 B 金屬鍵 C 配位鍵 D σ鍵 E π鍵

③NO3－中N原子雜化后的價(jià)電子排布圖為_______，NO3－的空間構(gòu)型為________。

II．Mg2NiH4是一種貯氫的金屬氫化物

（3）Mg2NiH4可通過氫化鎂和鎳單質(zhì)球磨制成。在Mg2NiH4晶胞中，Ni原子占據(jù)如圖的頂點(diǎn)和面心，Mg2+處于圖八個(gè)小立方體的體心。

①M(fèi)g2NiH4中H的化合價(jià)為______。

②Mg2+位于Ni原子形成的___________（填“八面體空隙”或“四面體空隙”）。

③若晶體的密度為dg·cm－3，Mg2NiH4的摩爾質(zhì)量為Mg·mol－1，則Mg2+和Ni原子的最短距離為___________nm（用含d、M的代數(shù)式表示）。

Answer 1

【答案】O N—H…O Mn B 平面三角形 －1 四面體空隙 （或）

【解析】

(1)元素得電子能力越強(qiáng)，其電負(fù)性的數(shù)值越大；氫鍵用X—H…Y表示；

(2)①顯判斷Fe3+具有的未成對(duì)電子數(shù)，然后從第四周期找出跟Fe3+具有的未成對(duì)電子相同的元素；

②根據(jù)[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3的結(jié)構(gòu)判斷存在的化學(xué)鍵類型；

③根據(jù)NO3-中原子間形成的化學(xué)鍵的類型判斷其N原子的核外電子雜化軌道類型，利用價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷其空間構(gòu)型；

(3)①根據(jù)化合物中含有的元素的非金屬性，結(jié)合H原子結(jié)構(gòu)分析Mg2NiH4中H的化合價(jià)；

②根據(jù)微粒的空間排列確定Mg2+與Ni原子形成的空間構(gòu)型關(guān)系；

③根據(jù)密度ρ=，計(jì)算晶胞的體積，然后根據(jù)V=L3，計(jì)算晶胞參數(shù)，Mg2+和Ni原子的最短距離為晶體體對(duì)角線的計(jì)算。

(1) 元素得電子能力越強(qiáng)，其電負(fù)性的數(shù)值越大。在尿素的分子中含有C、H、O、N四種元素，由于元素的非金屬性O>N>C>H，可知元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?/span>O>N>C>H，所以電負(fù)性最大的元素是O；

在尿素分子中，N—H鍵是極性共價(jià)鍵，共用電子對(duì)強(qiáng)烈的偏向N原子一方，使H原子幾乎成為一個(gè)裸露的質(zhì)子，與另一個(gè)尿素分子中的O原子形成氫鍵，表示為N—H…O；

(2)①Fe是26號(hào)元素，Fe3+核外有23個(gè)電子，電子排布式是1s22s22p63s23p63d5，可見為成對(duì)電子數(shù)為5個(gè)，根據(jù)原子核外電子排布規(guī)律，可知在第四周期中未成對(duì)電子數(shù)與Fe3+一樣的是25號(hào)元素Mn；

②在[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3中，存在N-C、N-O、C=O、N=O、N-H共價(jià)鍵，單鍵都是σ鍵，雙鍵中一個(gè)是σ鍵，一個(gè)是π鍵，在內(nèi)界離子[Fe(H2NCONH2)6]3+中，內(nèi)界離子[Fe(H2NCONH2)6]3+與外界離子NO3-之間通過離子鍵結(jié)合，中心離子Fe3+與配位體CO(NH2)2之間通過配位鍵結(jié)合，所以不存在的化學(xué)鍵金屬鍵，故選項(xiàng)B符合題意；

③NO3-存在N=O雙鍵，其中的N原子采用sp2雜化，得到的雜化軌道的能量大于2s，小于2p軌道，還有2個(gè)電子處于2p軌道上，所以NO3－中N原子雜化后的N原子雜化后的價(jià)電子排布圖為；

NO3-中N原子的孤電子對(duì)數(shù)為=0，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3+0=3，所以NO3-的空間構(gòu)型為平面三角形；

(3)①在化合物Mg2NiH4中，只有H元素為非金屬性元素，所H原子核外只有1個(gè)電子，要達(dá)到K層2個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，需獲得1個(gè)電子，所在Mg2NiH4中H的化合價(jià)為-1價(jià)；

②由于在Mg2NiH4晶胞中，Ni原子占據(jù)如圖的頂點(diǎn)和面心，Mg2+處于圖八個(gè)小立方體的體心，Mg2+處于4個(gè)Ni原子形成的小四面體的幾何中心上，填充四面體空隙；

③晶體的密度ρ=，在一個(gè)晶胞中含有Ni：=4，含有Mg2+：8，可見1個(gè)晶胞中含有4個(gè)Mg2NiH4，所以根據(jù)密度ρ=，可得V==，所以晶胞邊長(zhǎng)a=nm，由于Mg2+和Ni原子的最短距離為晶胞體對(duì)角線的，所以二者的距離為nm。