Question

【題目】研究物質的結構，用來探尋物質的性質，是我們學習化學的重要方法。回答下列問題：

(1)Fe、Ru、Os在元素周期表中處于同一列，人們已經發現和應用了Ru、Os的四氧化物。量子化學理論預測鐵也存在四氧化物，但最終人們發現鐵的化合價不是+8而是+6。OsO4分子空間形狀是____________，鐵的“四氧化物”分子中，鐵的價電子排布式是____________，氧的化合價是___________。

(2)NH3分子中H—N—H鍵角為106.7°，在Ag(NH3)2+中，H—N—H鍵角近似109.5°，鍵角變大的原因是_______________________。

(3)氫鍵的本質是缺電子的氫原子和富電子的原子或原子團之間的一種弱的電性作用。近年來，人們發現了雙氫鍵，雙氫鍵是指帶正電的H原子與帶負電的H原子之間的一種弱電性相互作用。下列不可能形成雙氫鍵的是_______。

a．Be—H…H—O b．O—H…H—N c．B—H…H—N d．Si—H…H—Al

(4)冰晶石(Na3A1F6)主要用作電解氧化鋁的助熔劑，也用作研磨產品的耐磨添加劑。其晶胞結構如圖所示，晶胞是正四棱柱形狀，Na(I)位于側棱中心和底面中心，Na(II)位于四個側面上，AlF63-位于頂點和體心。

AlF中，中心原子周圍的成鍵電子總數是________個。若用原子坐標來描述晶胞中所有Na原子的位置，則需要________組原子坐標。己知晶胞邊長為a nm，b nm，冰晶石晶體的密度為__________g·cm-3(Na3AlF6的摩爾質量為210g·mol-1)。

Answer 1

【答案】正四面體 3d2 -1，-2 [Ag(NH3)2]+中，配位鍵N-Ag鍵的成鍵電子對相比NH3中的孤電子對N-H鍵的排斥力變小，故[Ag(NH3)2]+中H-N-H鍵角變大 bd 12 6

【解析】

(1)Fe、Ru、Os在元素周期表中處于同一列，性質有相似性。OsO4分子空間形狀與FeO4相同，是正四面體，鐵的“四氧化物”分子中，正六價的鐵核外的3d軌道上的值為3+0.4×2=3.8，而4s軌道為4+0.4×0=4.0，3d<4s，所以鐵的價電子排布式是3d2，鐵的化合價為+6，即氧的化合價是-1，-2。

(2)NH3分子中H—N—H鍵角為106.7°，在Ag(NH3)2+中，H—N—H鍵角近似109.5°，鍵角變大的原因是[Ag(NH3)2]+中，配位鍵N-Ag鍵的成鍵電子對相比NH3中的孤電子對N-H鍵的排斥力變小，故[Ag(NH3)2]+中H-N-H鍵角變大。

(3)氫鍵的本質是缺電子的氫原子和富電子的原子或原子團之間的一種弱的電性作用。雙氫鍵是指帶正電的H原子與帶負電的H原子之間的一種弱電性相互作用。

a．Be—H中氫原子帶負電，H—O中氫原子帶正電，符合雙氫鍵定義；

b．O—H和H—N中氫原子均帶正電，不符合題意；

c．B—H中氫原子帶負電，H—N中中氫原子帶正電，符合雙氫鍵定義；

d．Si—H…H—Al中氫原子均帶負電，不符合題意。

答案為bd。

(4)冰晶石(Na3A1F6)晶胞是正四棱柱形狀，Na(I)位于側棱中心和底面中心，Na(II)位于四個側面上，AlF63-位于頂點和體心。

根據結構可知，AlF中，中心原子周圍的成鍵電子總數是12個。若用原子坐標來描述晶胞中所有Na原子的位置，則需要6組原子坐標。己知晶胞邊長為a nm，b nm，冰晶石晶體的密度為g·cm-3(Na3AlF6的摩爾質量為210g·mol-1)。