Question

LiN₃與NaN₃在軍事和汽車(chē)安全氣囊上有重要應(yīng)用．
（1）N元素基態(tài)原子核外電子排布圖為

 

．
（2）熔點(diǎn)LiN₃

 

NaN₃（填寫(xiě)“＞”“＜”或“=”）理由是

 

．
（3）工業(yè)上常用反應(yīng)NaNO₂+N₂H₄═NaN₃+2H₂O制備N(xiāo)aN₃
①該反應(yīng)中出現(xiàn)的第一電離能最大的元素是

 

（填元素符號(hào)，下同），電負(fù)性最大的元素是

 

．
②NO₂^-空間構(gòu)型是

 

．
③N₂H₄中N原子的雜化方式為

 

，N₂H₄極易溶于水，請(qǐng)用氫鍵表示式寫(xiě)出N₂H₄水溶液中存在的所有類(lèi)型的氫鍵

 

．
（4）LiN₃的晶體為立方體，如圖所示，若已知LiN₃的密度為ρ g/cm³，摩爾質(zhì)量為M g/mol，N_A表示阿伏伽德羅常數(shù)，則LiN₃晶體中陰，陽(yáng)離子之間的最近距離為

 

pm．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,原子核外電子排布,元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用,原子軌道雜化方式及雜化類(lèi)型判斷

專(zhuān)題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）根據(jù)N原子序數(shù)，結(jié)合能量最低原則、泡利不相容原理和洪特規(guī)則，寫(xiě)出核外電子排布式，從而寫(xiě)出核外電子排布圖；
（2）判斷兩種化合物均為離子晶體，利用離子晶體晶格能比較熔點(diǎn)；
（3）①反應(yīng)中所含元素為：Na、N、O和H元素，根據(jù)第一電離能和電負(fù)性遞變規(guī)律判斷；
②根據(jù)NO₂^-的雜化類(lèi)型，判斷其空間構(gòu)型；
③根據(jù)N₂H₄中N原子成鍵數(shù)和孤對(duì)電子數(shù)判斷雜化方式；H與N和O形成化學(xué)鍵時(shí)，彼此間容易形成氫鍵；
（4）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)計(jì)算出晶胞中所含微粒的數(shù)目，再根據(jù)密度和摩爾質(zhì)量，計(jì)算出晶胞體積，從而得到晶胞邊長(zhǎng)，陰、陽(yáng)離子之間的最近距離為晶胞邊長(zhǎng)的

2

2

倍．

解答： 解：（1）N原子序數(shù)為7，核外電子排布式為1s²2s²2p³，根據(jù)洪特規(guī)則和泡利不相容原理，其核外電子排布圖為，故答案為：；
（2）兩種化合物均為離子晶體，晶格能越大，熔點(diǎn)越高，由于Li⁺半徑小于Na⁺，晶格能較大，熔點(diǎn)高，故答案為：＞；Li⁺半徑小，晶格能大，熔點(diǎn)高；
（3）①第一電離能同周期從左到右，呈增大趨勢(shì)，由于N原子價(jià)電子半充滿(mǎn)，比O原子穩(wěn)定，第一電離能大于O；電負(fù)性，同周期從左到右，逐漸增大，電負(fù)性較強(qiáng)的為O原子，故答案為：N；O；
②NO₂^-中N原子價(jià)電子對(duì)數(shù)為：

5+1

2

=3，形成三條雜化軌道，其中兩條雜化軌道與O形成了兩條共價(jià)鍵，一對(duì)孤對(duì)電子占據(jù)剩余的雜化軌道，其空間構(gòu)型為V形，
故答案為：V形；
③N₂H₄中N原子與另一個(gè)N原子形成一條共價(jià)鍵，與兩個(gè)氫原子形成兩條共價(jià)鍵，共形成三條共價(jià)鍵，還有一對(duì)孤對(duì)電子占據(jù)一條雜化軌道，即共形成了4條雜化軌道，雜化類(lèi)型為sp³；一對(duì)孤對(duì)電子占據(jù)剩余的雜化軌道，其空間構(gòu)型為V形，故答案為：V形；N-H鍵中的H原子可與其相鄰的N-H鍵中的N原子形成氫鍵、可與O-H中的O原子形成氫鍵，O-H中的H原子可與相鄰的O-H中的O原子形成氫鍵，也可和N-H鍵中的N原子形成氫鍵，故答案為：；
（4）Li⁺位于晶胞頂點(diǎn)和面心，數(shù)目為：2×

1

2

+8×

1

8

=2，N₃^-位于面心，數(shù)目為：4×

1

2

=2，則一個(gè)晶胞質(zhì)量為：

M

NA

×2g，一個(gè)晶胞體積為：

2M NA

ρ

cm³，晶胞邊長(zhǎng)為：

3	2M ρ?NA

cm=

3	2M ρ?NA

×10¹⁰pm，陰、陽(yáng)離子之間的最近距離為晶胞邊長(zhǎng)的

2

2

倍，為

2

2

×

3	2M ρ?NA

×1010pm，故答案為：

2

2

×

3	2M ρ?NA

×1010．

點(diǎn)評(píng)：本題考查電子排布圖、分子空間構(gòu)型、雜化類(lèi)型的判斷以及有關(guān)晶體的計(jì)算，但解題具有較強(qiáng)的方法性和規(guī)律性，學(xué)習(xí)中注意總結(jié)如何書(shū)寫(xiě)電子排布式，如何判斷分子空間構(gòu)型以及有關(guān)晶體計(jì)算等方法．