Question

【題目】2015年10月，我國著名藥學家屠呦呦因發現治療瘧疾新型藥物青蒿素和雙氫靑蒿素而獲得2015年諾貝爾生理學或醫學獎，成為首位獲得諾貝爾科學獎的華人女科學家，震驚世界，感動中國。青蒿素(C15H22O5)的結構如圖甲所示。請回答下列問題：

(1)組成靑蒿素的三種元素電負性由大到小的順序是_________；在基態O原子中，核外存在________對自旋方向相反的電子。

(2)下列關于青蒿素的說法正確的是_______(填序號)。

a.青蒿素中既存在極性鍵又存在非極性鍵

b.在青蒿素分子中，所有碳原子均處于同一平面

c.圖中數字標識的五個碳原子均只以σ鍵與其他原子成鍵

(3)在確定青蒿素結構的過程中，可采用硼氫化鈉（NaBH4）作為還原劑，其制備方法為4NaH+ B(OCH3)3NaBH4+3CH3ONa。

①NaH為______晶體，圖乙是NaH晶胞結構，則NaH晶體的配位數是______；若晶胞棱長為a，則Na原子間最小核間距為_______。

②B(OCH3)3中B采用的雜化類型是__________。寫出一種與B(OCH3)3具有相同空間構型的分子或離子：______________________。

③NaBH4結構如圖丙所示，結構中存在的作用力有__________。NaBH4是有機化學中的一種常用還原劑，其在熱水中水解生成偏硼酸鈉和氫氣，該反應的化學方程式為______________。

(4)硼(B)及其化合物在化學中有重要的地位。科學家發現硼化鎂在39k時呈超導性，在硼化鎂晶體的理想模型中，鎂原子和硼原子是分層排布的，一層鎂一層硼相間排列。圖丁是該晶體微觀空間中取出的部分原子沿z軸方向的投影，白球是鎂原子投影，黑球是硼原子投影，圖中的硼原子和鎂原子投影在同—平面上。根據圖示確定硼化鎂的化學式為_______________。

Answer 1

【答案】 O>C>H 3 a 離子 6 sp2 SO3（或CO32-） 離子鍵、配位鍵、共價鍵 NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑ MgB2

【解析】（1）本題考查電負性的規律、泡利原理和洪特規則，青蒿素中含有C、H、O三種元素，電負性越大，非金屬性越強，即O>C>H；根據泡利原理，每個軌道最多容納2個電子，且自旋方向相反，洪特規則是電子優先單獨占據一個軌道，且自旋方向相同，因此氧元素有3對自旋方向相反的電子；（2）考查化學鍵的類型、雜化類型，a、根據青蒿素的結構簡式，C－H、O－H、C－O之間是極性鍵，O－O之間是非極性鍵，故a正確；b、青蒿素中有的碳原子時ap3雜化，因此所有碳原子不共面，故b錯誤；C、4號碳原子上有π鍵，故c錯誤；（3）考查晶胞的計算、空間構型，①NaH是離子化合物，屬于離子晶體；離子晶體的配位數為一個離子周圍最近的異離子的個數，即配位數為6；Na＋間最近的核間距是面對角線的1/2，即為；②根據化學式B(OCH3)3，B原子與3個氧原子形成σ鍵，且無孤電子對，因此B的雜化類型為sp2；B(OCH3)3的空間構型為平面三角形，與B(OCH3)3具有相同空間構型為分子或離子是SO3和CO32－；③B原子最外層有3個電子，NaBH4屬于離子化合物，含有離子鍵，B和3個H之間形成共價鍵，B和H－之間形成配位鍵；根據題目信息，發生反應的方程式為NaBH4＋2H2O=NaBO2＋4H2↑；（4）考查化學式，根據投影可知，1個B原子與3個Mg原子共用，因此屬于一個Mg原子的B原子為1/3，1個Mg原子為6個B原子共用，因此屬于1個B原子的Mg原子為1/6，因此B原子和Mg原子個數比為：1/3：1/6=2：1，即化學式為MgB2。