Question

【題目】2019年，大連化物所研究人員在乙酰酮修飾錳氧化物L酸催化胺選擇氧化研究方面取得新的進(jìn)展（如圖甲所示），相關(guān)文章發(fā)表在《自然通訊》上。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）基態(tài)Mn原子的價(jià)電子排布圖為________________，其中最外層電子的電子云輪廓圖的形狀為________________。

（2）圖甲中涉及的非金屬元素（除H外）第一電離能由小到大的順序是________________（用元素符號(hào)表示，下同），電負(fù)性由小到大的順序是________________。

（3）物質(zhì)a可與水互溶，主要原因是________________。

（4）物質(zhì)b中碳原子的軌道雜化方式有________________，1 mol物質(zhì)c中含有σ鍵的數(shù)目為________________。

（5）該錳氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖乙所示，該錳氧化物的化學(xué)式為________________，該晶體中Mn的配位數(shù)是________________。

Answer 1

【答案】 球形 C＜O＜N C＜N＜O 物質(zhì)a與水分子之間可以形成氫鍵 6

【解析】

(1)基態(tài)Mn原子的價(jià)電子排布式為，據(jù)此書寫排布圖；最外層為4s能級(jí)，根據(jù)s能級(jí)的電子云形狀判斷；

(2)同周期元素的第一電離能從左到右呈增大趨勢(shì)，但第ⅤA族元素原子最外層p軌道電子半充滿，較穩(wěn)定，第一電離能比同周期相鄰元素大；元素的非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大；

(3)物質(zhì)a中含有氨基，與水分子之間可以形成氫鍵；

(4)苯環(huán)為平面結(jié)構(gòu)，碳氮三鍵為平面直線型結(jié)構(gòu)；單鍵為σ鍵，雙鍵中含有1個(gè)σ鍵1個(gè)π鍵，根據(jù)圖示計(jì)算σ鍵的數(shù)目；

(5)根據(jù)均攤法計(jì)算該晶胞中原子數(shù)目，確定該錳氧化物的化學(xué)式；根據(jù)晶胞的投影圖可知，與Mn原子距離相等且最近的O原子有6個(gè)。

(1)基態(tài)Mn原子的價(jià)電子排布式為，價(jià)電子排布圖為；最外層為4s電子，電子云輪廓圖呈球形；

(2)圖甲中涉及的非金屬元素除H外還有C、N、O，同周期元素的第一電離能從左到右呈增大趨勢(shì)，但第ⅤA族元素原子最外層p軌道電子半充滿，較穩(wěn)定，第一電離能比同周期相鄰元素大，則第一電離能：C＜O＜N；元素的非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，則電負(fù)性：C＜N＜O；

(3)物質(zhì)a中含有氨基，與水分子之間可以形成氫鍵，因此物質(zhì)a可與水互溶；

(4)苯環(huán)中C原子軌道雜化方式為，碳氮三鍵中C原子軌道雜化方式為sp；單鍵為σ鍵，雙鍵中有1個(gè)σ鍵，1 mol物質(zhì)c中含有鍵，即含有σ鍵的數(shù)目為或；

(5)該晶胞中，含有Mn原子的數(shù)目為，含有O原子的數(shù)目為，則Mn、O原子個(gè)數(shù)之比為1：2，所以該錳氧化物的化學(xué)式為；根據(jù)晶胞的投影圖可知，與Mn原子距離相等且最近的O原子有6個(gè)，所以Mn的配位數(shù)為6；