Question

（10分）（1）金屬鎂有許多重要的用途，法國化學家維多克·格利雅因發明了在有機合成方面用途廣泛的格利雅試劑而榮獲諾貝爾化學獎，格利雅試劑的結構簡式可表示為RMgX，它是金屬鎂和鹵代烴反應的產物，簡稱格氏試劑，它在醚的稀溶液中以單體形式存在，并與二分子醚絡合，在濃溶液中以二聚體存在，結構如下圖：

 

①上述2種結構中均存在配位鍵，把你認為是配位鍵的用“→”標出。

②由原子間的成鍵特點，可以預測中心原子Mg的雜化類型可能為______  ；Mg 原子的核外電子排布式可表示為______________________。

③下列比較中正確的是____________ 

A．金屬鍵的強弱：Mg＞Al      B．基態原子第一電離能：Mg＞Al

C．金屬性：Mg＞Al            D．晶格能：NaCl＞MgCl₂

（2）將TiCl₄在氬氣保護下與鎂共熱得到鈦：

TiCl₄+2MgTi+2MgCl₂

①Ti元素在元素周期表中的位置是      ，      鈦原子的外圍電子排布式為       。

②TiCl₄在常溫下是無色液體，在水或潮濕空氣中易水解而冒白煙。則TiCl₄屬于       (填“原子”、“分子”或“離子”)晶體。

③二氧化鈦作光催化劑能將居室污染物甲醛、苯等有害氣體轉化為二氧化碳和水，達到無害化。有關甲醛、苯、二氧化碳及水，下列說法正確的是           。

A．苯與B₃N₃H₆互為等電子體     

B．甲醛、苯分子中碳原子均采用sp²雜化

C．苯、二氧化碳是非極性分子，水和甲醛是極性分子

D．水的沸點比甲醛高得多，是因為水分子間能形成氫鍵

(3)2001年報導的硼和鎂形成的化合物刷新了金屬化合物超導溫度的最高紀錄。下圖中示意的該化合物的晶體結構單元:鎂原子間形成正六棱柱，在棱柱的上下底面還各有一個鎂原子，六個硼原子位于棱柱內,則該化合物的化學式可表示為           。（填字母選項）

A．MgB          B．MgB₂         C．Mg₂B         D．Mg₃B₂

 

Answer 1

【答案】

（1）    

②   sp3   、   1s²2s²2p⁶3s²        ③  BC               

（2）①第4周期ⅣB    3d²4s²      ②  分子   ③ ABCD  （3）B

【解析】（1）①由于鎂原子沒有孤對電子，但有空軌道。所以配體分別是氧原子和X原子，因此結構簡式是。

②鎂原子能形成4個化學鍵，因此是sp3雜化；根據構造原理可知，Mg 原子的核外電子排布式可表示為1s²2s²2p⁶3s²。

③鋁離子半徑大于鎂離子半徑，且電荷數大于鎂的，所以金屬鍵是鋁大于鎂，A不正確；鎂原子由于3s軌道電子是全充滿狀態，所以穩定性強，第一電離能大于鋁的，B正確；選項C也正確，鎂離子半徑小于鈉離子半徑，且電荷數大于鈉離子的，所以氯化鎂的晶格能大于氯化鈉的，D不正確，因此正確的答案選BC。

（2）①鈦的原子序數是22，所以Ti元素在元素周期表中的位置是第4周期ⅣB；根據構造原理可知，鈦原子的外圍電子排布式為3d²4s²。

②TiCl₄在常溫下是無色液體，在水或潮濕空氣中易水解而冒白煙，據此可判斷，該化合物形成的晶體是分子晶體。

③價電子數與原子數分別都相等的是等電子體，所以苯與B₃N₃H₆互為等電子體；甲醛、苯分子均是平面形結構，所以都是sp2雜化；水和甲醛分子中鍵的極性不能抵消，所以是極性分子，選項C也是正確的；由于氫鍵的存在，是水的沸點高于甲醛分子的，所以正確的答案選ABCD。

（3）根據晶胞結構可知，硼原子在晶胞內部，共計是6個；鎂原子的個數是12×1/6＋2×1/2＝3，所以化學式是MgB₂，答案選B。