Question

【題目】含有N、P、Fe、Ti等元素的新型材料有著廣泛的用途。

(1)基態Fe原子未成對電子數為______個；基態Ti原子的價電子排布圖是_____________。

(2)意大利羅馬大學的：FuNvio Cacace等人獲得了極具理論研究意義的N4分子，其中氮原子的軌道雜化形式為__________________________。

(3)比較氣態氫化物膦(PH3)和氨(NH3)的鍵角：PH3________NH3(填“大于”、“小于”或“等于”)，主要原因為____________________________________________________________。

(4)半夾心結構催化劑M能催化乙烯、丙烯、苯乙烯的聚合，其結構如圖所示。

①組成M的元素中，電負性最大的是___________(填名稱)。

②M中含有_________(填標號)。

A π鍵 B σ鍵

C 離子鍵 D 配位鍵

(5)已知金剛石的晶胞沿其體對角線垂直在紙平面上的投影圖如下圖B所示，則金屬鐵晶胞沿其體對角線垂直在紙平面上的投影圖應該是圖__________(填標號)。

(6)某種磁性氮化鐵的晶胞結構如圖所示，其中距離鐵原子最近的鐵原子的個數為____________，氮化鐵晶胞底邊長為a cm，高為c cm，則這種磁性氮化鐵的晶體密度為__________g·cm-3(用含a、c和NA的計算式表示)。

Answer 1

【答案】4 sp3 小于 電負性N強于P，中心原子的電負性越大，成鍵電子對離中心原子越近，成鍵電子對之間距離越小，成鍵電子對之間的排斥力增大，鍵角變大 氧 ABD A 12

【解析】

(1) Fe為26號元素，基態Fe的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，基態原子未成對電子數為4個；Ti為22號元素，基態Ti的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2，所以基態Ti原子的價電子排布圖是；答案：4；。

（2）N4分子的空間構型與P4類似，4個N原子形成正四面體構型，每個N原子形成3個N-N鍵，還含有1對孤電子對，雜化軌道數目為4，故N原子采取sp3雜化；答案：sp3。

(3) 因為電負性N強于P，中心原子的電負性越大，成鍵電子對離中心原子越近，成鍵電子對之間距離越小，成鍵電子對之間的排斥力增大，鍵角變大，所以PH3小于NH3。答案：小于；電負性N強于P，中心原子的電負性越大，成鍵電子對離中心原子越近，成鍵電子對之間距離越小，成鍵電子對之間的排斥力增大，鍵角變大。

(4) ①組成M的元素有Ti、C、H、O、Cl ，其中O的非金屬性最強，非金屬性越強電負性越大，所以電負性最大的是氧；答案：氧。

②M中有碳碳雙鍵、碳碳單鍵、C—H鍵、C—O鍵等，單鍵為鍵、 雙鍵中含1個鍵和1個π鍵；根據M的結構知Ti與O之間有配位鍵，沒有離子鍵，故選ABD。

(5) )由金剛石的晶胞結構可知，金剛石的晶胞相當于一個大的體心立方堆積中套一個小的體心立方堆積，金屬鐵的晶胞為體心立方堆積，根據金剛石的晶胞沿其體對角線垂直在紙平面上的投影圖知，金屬鐵的晶胞沿其體對角線垂直在紙面上的投影圖為A。答案：A。

(6) 根據均攤法，在氮化鐵晶胞中，含有N原子數為2，Fe原子數為2×1/2+12×1/6+3=6，所以氮化鐵的化學式Fe3N，其中鐵原子最近的鐵原子的個數為12；若晶胞底邊長為acm，高為ccm，則晶胞的體積是a2ccm3，所以這種磁性氮化鐵的晶體密度為g÷a2ccm3=g/cm3；答案：12； 。