Question

【題目】中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所有機(jī)氟化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在尋找新的反應(yīng)砌塊的過(guò)程中，意外發(fā)現(xiàn)一種安全、高效合成罕見(jiàn)的硫(Ⅵ)氟類無(wú)機(jī)化合物(氟磺酰基疊氮)的方法，該化合物對(duì)于一級(jí)胺類化合物有極高的重氮轉(zhuǎn)移反應(yīng)活性和選擇性.請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)基態(tài)硫的價(jià)電子排布為_________________，氟的最高能級(jí)中電子云的形狀為_______________.

(2)中四種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>___________________.

(3)以和NaN3為原料在一定條件下可合成(氟磺�；�疊氮).

①NaN3中陰離子的中心氮原子的雜化方式為__________________.

②中不存在_______________(填字母).

A.極性鍵B.非極性鍵C.離子鍵D.金屬鍵E.σ鍵F.π鍵

(4)H－S－C≡N和H－N=C=S均為疊氮酸(HN3)的等電子體，二者的沸點(diǎn)： H－S－C≡N＜H－N=C=S，其原因是_________________，H－S－C≡N、H－N=C=S晶體中，有一種采用分子密堆積，即配位數(shù)為12，該物質(zhì)是_____________________(填結(jié)構(gòu)式).

(5)NaN3晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示.

①晶體中，每個(gè)Na+周圍與它距離最近且相等的Na+共有_____________個(gè)

②設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，晶胞參數(shù)為apm，則NaN3晶體的密度為_____________g·cm-3(列出計(jì)算式).

Answer 1

【答案】3s23p4 啞鈴形 F＞N＞O＞S sp D H－N=C=S分子間存在氫鍵 H－S－C≡N 12

【解析】

(1)S元素為16號(hào)元素，基態(tài)S原子核外電子排布式1s22s22p63s23p4或[Ne]3s23p4，價(jià)電子排布為3s23p4；F元素為9號(hào)元素，最高能級(jí)為2p，電子云形狀為啞鈴形；

(2)N、O、F原子核外均有2層電子，S原子核外有3層電子，所以S的第一電離能最小，同周期主族元素自左至右第一電離能呈增大趨勢(shì)，但N原子2p能級(jí)半滿，能量更低，第一電離能大于O，所以四種元素第一電離能由大到小順序?yàn)?/span>F＞N＞O＞S；

(3)①NaN3中陰離子為N，中心N原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為=2，所以為sp雜化；

②該物質(zhì)由陰陽(yáng)離子構(gòu)成，所以存在離子鍵；氮硫單鍵、氮碳單鍵等均為σ鍵，且均為極性鍵；氧硫雙鍵、氮碳雙鍵均含π鍵；碳碳雙鍵為同種元素形成的共價(jià)鍵，所以為非極性鍵；該物質(zhì)既不是金屬單質(zhì)也不是合金，所以不含金屬鍵，所以選D；

(4)H－N=C=S中N原子與H原子相連，所以可以形成分子間氫鍵，導(dǎo)致沸點(diǎn)較高；由于氫鍵具有方向性，所以H－N=C=S晶體中不是密堆積，所以采用分子密堆積的是H－S－C≡N；

(5)①以頂面面心的Na+為例，該晶胞中距離其最近且相等的Na+位于頂面的四個(gè)頂點(diǎn)以及與頂面相鄰的四個(gè)面的面心，位于該晶胞上方的晶胞中還有4個(gè)面心，所以共有12個(gè)；

②根據(jù)均攤法該晶胞中Na+的個(gè)數(shù)為=4，N的個(gè)數(shù)為4，所以晶胞的質(zhì)量為m=g，晶胞的體積V=a3pm3=(a×10-10)3cm3，所以晶胞的密度為=g·cm3。