Question

【題目】[化學-選修3：物質結構與性質]鎂與鋁、錳形成的合金廣泛應用于航天、運輸、化工等領域。回答下列問題：

(1)基態Mn2+核外電子排布式為_________________。

(2)下列各項比較中，Mg>Al的是____________(填選項序號)。

A.電負性 B.金屬鍵的強弱 C.金屬性 D.基態原子第一電離能

(3)葉綠素是以鎂離子為中心的卟啉配合物，其結構如圖。

①Mg2+與N原子形成的化學鍵為配位鍵的是__________(填“a”或“b”)。

②葉綠素分子中C原子的雜化軌道類型有______________。

(4)MgO具有NaCl型結構(如圖)，MgO晶體的熔點比NaCl高的原因是________________；其中陰離子采用面心立方最密堆積方式，陰離子的配位數為___________，r(O2-)=0.148mm，MgO的密度為___________g/cm3(NA表示阿伏加德羅常數的值，列出計算式)。

Answer 1

【答案】 1s22S22p63s23p63d5(或[Ar]3d5) CD b sp2、sp3 都是離子晶體，Mg半徑小于Na+，O2-半徑小于Cl-，MgO中離子電荷數大于NaCl中離子電荷數，所以MgO晶格能大，熔點高 6

【解析】（1）Mn原子的核電荷數為25，1s22S22p63s23p63d54s2，基態Mn2+核外電子排布式為：1s22S22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)；正確答案：1s22S22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)。

(2)同一周期，從左到右，電負性增大，所以電負性Mg<Al，A錯誤；核外電子排布相同的離子，核電荷數越大，離子半徑越小，因此半徑Mg2+>Al3+，離子半徑越小，電子越多，金屬鍵越大，所以Mg<Al，B錯誤；鎂的金屬性強于鋁的，C正確；鎂原子的3s軌道電子處于全充滿狀態，穩定性強，所以第一電離能大于鋁的，D正確；正確選項CD。

(3) ①從結構圖可知：在b中氮原子已經形成3條共價鍵，剩下的孤電子對與鎂離子形成配位鍵，所以Mg2+與N原子形成的化學鍵為配位鍵的是b；正確答案：b。

②根據雜化軌道數=中心原子的孤電子對數+中心原子的σ鍵個數；葉綠素分子含有結構，雜化軌道數=0+3=3，C原子的雜化軌道為sp2；葉綠素分子含有結構，雜化軌道數=0+4=4，C原子的雜化軌道為sp3 ；正確答案：sp2；sp3。

（4） MgO和NaCl都是離子晶體，Mg半徑小于Na+，O2-半徑小于Cl-，MgO中離子電荷數大于NaCl中離子電荷數，所以MgO晶格能大，熔點高；根據MgO晶胞的結構可知，1個O2-周圍有6個Mg2+，所以配位數為6；根據晶胞的結構可知，含有Mg2+個數為12×1/4+1=4, O2-個數為8×1/8+12×1/4=4,所以該晶胞含有4MgO，晶胞體積為4×40/ρNA cm3,由于 r (O2-)=0.148mm=0.148×10-7cm，根據晶胞的結構可知，該晶胞的棱長為a=2=2×0.148×10-7cm，所以a3=4×40/ρNA，ρ=；正確答案：都是離子晶體，Mg半徑小于Na+，O2-半徑小于Cl-，MgO中離子電荷數大于NaCl中離子電荷數，所以MgO晶格能大，熔點高 ；6 ； 。