Question

【題目】碳族元素的單質及其化合物在生產、生活中是一類重要物質。請回答下列問題

(1)碳原子核外有__種不同運動狀態的電子，第一電離能介于硼和碳之間的元素的名稱為__，碳族元素外圍電子排布的通式為__。

(2)青蒿素（C15H22O5）的結構如圖所示，圖中數字標識的五個碳原子的雜化軌道類型為__，組成青蒿素的三種元素電負性由大到小排序是__。

(3)青蒿素分子中，氧元素的成鍵方式有___；從青蒿中提取青蒿素的最佳溶劑是___。

a．乙醇 b．乙醚 c．水

(4)SnO2是一種重要的半導體傳感器材料，用來制備靈敏度高的氣敏傳感器，SnO2與熔融NaOH反應生成Na2SnO3，Na2SnO3中陰離子空間構型為__。

(5)第三代太陽能電池利用有機金屬鹵化物碘化鉛甲胺(CH3NH3PbI3，相對分子質量為Mr)半導體作為吸光材料，CH3NH3PbI3具有鈣鈦礦(AMX3)的立方結構，其晶胞如圖所示。AMX3晶胞中與金屬陽離子(M)距離最近的鹵素陰離子(X)形成正八面體結構，則X處于__位置。CH3NH3PbI3晶體的晶胞參數為anm，其晶體密度為dg·cm-3，則阿伏加德羅常數的值NA的計算表達式為__。

Answer 1

【答案】6 鈹 ns2np2 sp2，sp3 O>C>H σ鍵和π鍵 b 平面三角形 面心

【解析】

在原子的核外電子中，沒有運動狀態完全相同的兩個電子存在，所以原子核外有多少個電子，就有多少種運動狀態；一般來說，元素的非金屬性越強，元素的電負性大，總的來說第一電離能越大，但當原子核外價電子處于半滿、全滿狀態時，能量低，第一電離能反常，但僅比原子序數比它大1的元素大；原子核外參與雜化的軌道為形成σ鍵電子所在的軌道和孤對電子所在的軌道；有機物通常易溶于與它結構相似的有機物；判斷微粒的結構時，需看中心原子的價層電子對數及孤電子對數。在AMX3的晶胞中，所含黑球個數為8×=1，所含白球的個數為6×=3，二者的個數比為1:3，對照化學式，可確定黑球為M離子，白球為X離子，白球位于各個面的面心。

(1)碳為6號元素，原子核外有6個電子，有6種不同運動狀態的電子，鈹的2s能級上有2個電子，處于全滿狀態，第一電離能比硼大，所以第一電離能介于硼和碳之間的元素的名稱為鈹，碳原子的外圍電子排布為2s22p2，所以碳族元素外圍電子排布的通式為ns2np2。答案為：6；鈹；ns2np2；

(2)圖中數字標識的五個碳原子中，只有3號碳原子的價電子對數為3，其它碳原子的價層電子對數都為4，所以雜化軌道類型為sp2、sp3，組成青蒿素的三種元素分別為C、H、O，非金屬性O>C>H，所以電負性由大到小排序是O>C>H。答案為：sp2、sp3；O>C>H；

(3)青蒿素分子中，4個O原子形成單鍵，1個O原子形成雙鍵，所以氧元素的成鍵方式有σ鍵和π鍵；青蒿素分子中含有2個醚鍵，它屬于醚類，所以從青蒿中提取青蒿素的最佳溶劑是乙醚，故選b。答案為：σ鍵和π鍵；b；

(4)在Na2SnO3中，陰離子的價電子對數為3，不存在孤電子對，所以其空間構型為平面三角形。答案為：平面三角形；

(5)從分析可知，圖中AMX3晶胞中黑球為金屬陽離子(M)，白球為鹵素陰離子(X)，形成正八面體結構，則X處于面心位置。從晶胞結構看，1個晶胞中，只含有1個“AMX3”，則CH3NH3PbI3的晶胞中也只含有1個“CH3NH3PbI3”。CH3NH3PbI3晶體的晶胞參數為anm，其晶體密度為dg·cm-3，則dg·cm-3=，阿伏加德羅常數的值NA的計算表達式為NA=。答案為：面心；。