Question

【題目】2018年11月《Nature Energy》報(bào)道了巾科院大連化學(xué)物理研究所科學(xué)家用Ni- BaH2 /Al2O3、Ni- LiH等作催化劑，實(shí)現(xiàn)了在常壓、100-300℃的條件下合成氨。

（1）在元素周期表中，氧和與其相鄰且同周期的兩種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span> __ ；基態(tài)Ni2+的核外電子排布式為 ___，若該離子核外電子空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有15種，則該離子處于 ___（填“基”或“激發(fā)”）態(tài)。

（2）氨在糧食生產(chǎn)、國(guó)防中有著無(wú)可替代的地位，也是重要的化工原料，可用于合成氨基酸、硝酸、TNT等。甘氨酸（NH2CH2COOH）是組成最簡(jiǎn)單的氨基酸，熔點(diǎn)為182℃，沸點(diǎn)為233℃。

①硝酸溶液中NO3的空間構(gòu)型為____。

②甘氨酸中N原子的雜化類型為____，分子中σ鍵與π鍵的個(gè)數(shù)比為____，晶體類型是 ___，其熔點(diǎn)、沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于相對(duì)分子質(zhì)量幾乎相等的丙酸（熔點(diǎn)為-2l℃，沸點(diǎn)為141℃）的主要原因：一是甘氨酸能形成內(nèi)鹽；二是____。

（3）NH3分子中的鍵角為107°，但在[Cu(NH3)4]2+離子中NH3分子的鍵角如圖l所示，導(dǎo)致這種變化的原因是____

（4）亞氨基鋰（Li2NH）是一種儲(chǔ)氫容量高、安全性能好的固體儲(chǔ)氫材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示，若晶胞參數(shù)為d pm，密度為ρg/cm3，則阿伏加德羅常數(shù)NA=____（列出表達(dá)式）mol-l。

Answer 1

【答案】F>N>O 1s22s22p63s23p63d8或[Ar] 3d8 激發(fā) 平面三角形 sp3 9:1 分子晶體 分子數(shù)相同時(shí)，甘氨酸分子間形成的氫鍵數(shù)目比丙酸分子間形成的氫鍵數(shù)目多（或甘氨酸中氨基的存在也會(huì)使分子間產(chǎn)生氫鍵） 形成配合離子后，配位鍵與NH3中N—H鍵之間的排斥力小于原孤對(duì)電子與NH3中N—H鍵之間的排斥力，故配合離子中NH3的N—H鍵間的鍵角變大；

【解析】

(1)與氧相鄰且同周期的元素為N和F，由于N原子最外層電子為半充滿狀態(tài)，第一電離能較大，所以三者第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>F>N>O；Ni元素為28號(hào)元素，失去最外層兩個(gè)電子形成Ni2+，基態(tài)Ni2+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d8或[Ar] 3d8；基態(tài)Ni2+的核外電子空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有1+1+3+1+3+5=14種，若該離子核外電子空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有15種，則該離子處于激發(fā)態(tài)；

(2)①NO3的中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為=3，孤電子對(duì)數(shù)為0，所以空間構(gòu)型為平面三角形；

②甘氨酸(NH2CH2COOH)中N原子形成兩個(gè)N-H鍵和一個(gè)N-C鍵，達(dá)到飽和狀態(tài)，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，所以為sp3雜化；分子中碳氧雙鍵中存在一個(gè)π鍵，其余共價(jià)鍵均為σ鍵，所以分子中σ鍵與π鍵的個(gè)數(shù)比為9:1；甘氨酸熔沸點(diǎn)較低屬于分子晶體；分子數(shù)相同時(shí)，甘氨酸分子間形成的氫鍵數(shù)目比丙酸分子間形成的氫鍵數(shù)目多（或甘氨酸中氨基的存在也會(huì)使分子間產(chǎn)生氫鍵）；

(3)形成配合離子后，配位鍵與NH3中N—H鍵之間的排斥力小于原孤對(duì)電子與NH3中N—H鍵之間的排斥力，故配合離子中NH3的N—H鍵間的鍵角變大；

(4)根據(jù)均攤法，該晶胞中Li原子個(gè)數(shù)為8，其分子式為Li2NH，則晶胞中NH原子團(tuán)的個(gè)數(shù)為4，則晶胞的質(zhì)量為m=g，晶胞參數(shù)為d pm=d×10-10cm，所以晶胞的體積V=d3×10-30cm3，則密度 ，解得NA=。