Question

由徐光憲院士發(fā)起，院士學子同創(chuàng)的《分子共和國》科普讀物最近出版了，全書形象生動地戲說了BF₃、TiO₂、CH₃COOH、CO₂、NO、二茂鐵、NH₃、HCN、H₂S、O₃、異戊二烯和萜等眾多“分子共和國”中的明星．
（1）寫出Fe²⁺的核外電子排布式

 

．
（2）下列說法正確的是

 

．
a．H₂S、O₃分子都是直線形．b．BF₃和NH₃都是含有極性鍵的非極性分子．c．CO₂、HCN分子的結構式分別是：O=C=O、H-C≡N．d．一種雙環(huán)單萜龍腦（如圖1）分子式為C₁₀H₁₆O
（3）NO是人體中的信號分子，有關說法正確的

 

．
a．原子半徑N大于O  b．非金屬性O大于N    c．NO⁺的結構為：N≡O⁺　 d．NO形成的晶體是分子晶體
（4）TiO₂的天然晶體中，最穩(wěn)定的一種晶體結構如右圖，白球表示：

 

原子．
（5）二茂鐵（C₅H₅）₂Fe是Fe²⁺與環(huán)戊二烯基形成的一類配合物，
實驗室測定鐵的含量可用配位劑鄰二氮菲（），它能與Fe²⁺形成紅色混合物（如圖2），該配離子中Fe²⁺與氮原子形成配位鍵共有

 

個．
（6）乙酸熔沸點很高，是由于存在以分子間氫鍵締合的二聚體（含一個環(huán)狀結構），請畫出這二聚體的結構：

 

．

Answer 1

分析：（1）鐵是26號元素，鐵原子核外有26個電子，鐵原子失去2個電子變?yōu)镕e²⁺，根據(jù)構造原理寫出Fe²⁺基態(tài)離子核外電子排布式；
（2）根據(jù)價層電子對互斥理論確定微粒的空間構型；不同非金屬元素之間形成極性鍵，同種非金屬元素之間形成非極性共價鍵；
（3）a．同一周期元素，原子半徑隨著原子序數(shù)的增大而減��；
b．同一周期元素，元素的非金屬性隨著原子序數(shù)的增大而增強；
c．氮氣分子和是等電子體，等電子體結構相似，以氮氣分子的結構書寫NO⁺的結構；
d．分子晶體的構成微粒是分子；
（4）利用均攤法計算各種原子個數(shù)，再結合化學式判斷；
（5）含有孤電子對的原子和含有空軌道的離子間能形成配位鍵；
（6）在二個乙酸分子間中，羧基上的氫原子與另一個乙酸分子中碳氧雙鍵上氧原子形成氫鍵．

解答：解：（1）鐵是26號元素，鐵原子核外有26個電子，鐵原子失去2個電子變?yōu)镕e²⁺，根據(jù)構造原理知，該離子核外電子排布式為[Ar]3d⁶，
故答案為：[Ar]3d⁶；
（2）a．H₂S、O₃分子都是V形，故錯誤；
b．BF₃和NH₃都是含有極性鍵，但前者是非極性分子，而后者是極性分子，故錯誤；
c．CO₂、HCN分子的結構式分別是：O=C=O、H-C≡N，故正確；
d．一種雙環(huán)單萜龍腦（如圖1）分子式為C₁₀H₁₆O，故正確；
故選cd；
（3）a．同一周期元素，原子半徑隨著原子序數(shù)的增大而減小，所以原子半徑N大于O，故正確；
b．同一周期元素，元素的非金屬性隨著原子序數(shù)的增大而增強，所以非金屬性O大于N，故正確；
c．氮氣分子和是等電子體，等電子體結構相似，以氮氣分子的結構知NO⁺的結構為N≡O⁺，故正確；
d．分子晶體的構成微粒是分子，NO形成的晶體構成微粒是NO分子，所以NO晶體屬于分子晶體，故正確；
故選abcd；
（4）白球個數(shù)=2+4×

1

2

=4，黑球個數(shù)=1+8×

1

8

=2，所以白球和黑球個數(shù)比為2：1，根據(jù)二氧化硅的化學式知，白球表示氧原子，故答案為：氧（O）；
（5）該配合物中鐵是中心離子，提供空軌道，氮原子提供孤電子對，根據(jù)圖知其配位鍵個數(shù)是6，故答案為：6；
（6）二個乙酸分子間中，羧基上的氫原子與另一個乙酸分子中碳氧雙鍵上氧原子形成氫鍵，所以其氫鍵表示為，
故答案為：．

點評：本題考查較綜合，涉及氫鍵、分子極性的判斷、核外電子排布式的書寫等知識點，難點是氫鍵的書寫，明確哪些元素的原子能形成氫鍵，難度中等．