Question

【題目】鋰和氮的相關化合物在化工、醫藥、材料等領域有著廣泛的應用。請回答下列問題

(1)Li的氫標電勢是最負的，達到-3.045V，與水有很大的反應傾向，然而將Li單質加入水中，其反應烈程度遠不如其他堿金屬，試解釋原因__________。

(2)基態氮原子中，核外電子占據的最高能層的符號為_______，核外電子能量最高的電子的電子云輪廓圖形狀為_________。

(3)氮元素既可與其他元素形成正離子，比如N2O5結構中存在NO2+的結構，其空間構型為__________，氮原子的雜化形式為____________；它也可以形成全氮的正離子，比如N5AsF6中存在高能量的N5+，N5+的空間構型為_______。(每個N原子都滿足8電子穩定結構)

(4)下圖為一種N和Li形成的二元化合物的晶體結構，試在圖中畫出其晶胞_____，并寫出該化合物的化學式_________。

Answer 1

【答案】 產物氫氧化鋰溶解度小，包裹在外層阻礙反應持續進行 L 紡錘形（或啞鈴型） 直線型 sp 角形（或V形） Li3N

【解析】考查物質結構與性質的綜合運用，（1）Li和Mg處于對角線，根據對角線原則，LiOH在水中的溶解度小，附著在Li的表面阻礙反應的進行；（2）基態氮原子的排布式為1s22s22p3，核外電子占據的最高能層的符號是L；核外電子占據能量最高的能級為2p，輪廓圖為啞鈴型或紡錘形；（3）NO2+中心原子為N，含有2個σ鍵，孤電子對數為(5-1－2×2)/2=0，價層電子對數為2，空間構型為直線型；價層電子對數等于雜化軌道數，即NO2＋中N的雜化類型為sp；N5＋中每個N原子都滿足8電子穩定結構，即N5＋的結構式為，即N5＋的空間構型為V形或角形；（4）根據晶胞的定義，Li和N形成的晶胞是；根據晶胞結構，N3－位于晶胞的頂點，個數為8×1/8=1，Li＋位于面上、內部，個數為4×1/2＋1=3，即化學式為Li3N。