Question

【題目】2018年3月南京理工教授制出了一種新的全氮陰離子鹽—AgN5，目前已經合成出鈉、錳、鐵、鈷、鎳、鎂等幾種金屬的全氮陰離子鹽。

(1)基態(tài)Ni3+的價電子排布式為________；銀與銅位于同一族，銀元素位于元素周期表的________區(qū)。

(2)[Mg(H2O)6]2+[(N5)2(H2O)4]2-的晶體結構如圖1所示：

、O、Mg元素的前3級電離能如下表所示：

元素	I1/kJmol-1	I2/kJmol-1	I3/kJmol-1
X	737.7	1450.7	7732.7
Y	1313.9	3388.3	5300.5
Z	1402.3	2856.0	4578.1

X、Y、Z中為N元素的是________，判斷理由是________。

②從作用力類型看，Mg2+與H2O之間是________、N5-與H2O之間是________。

③N5-為平面正五邊形，N原子的雜化類型是________。科學家預測將來還會制出含N4-、N6-等平面環(huán)狀結構離子的鹽，這一類離子中都存在大π鍵，可用符號表示，其中m代表參與形成大鍵的原子數，n代表參與形成大鍵的電子數如苯分子中的大鍵可表示為，則N4-中的大鍵應表示為________。

(3)AgN5的立方晶胞結構如圖2所示：

Ag+周圍距離最近的Ag+有________個。若晶體中緊鄰的N5-與Ag+的平均距離為anm，NA表示阿伏加德羅常數的值，則AgN5的密度可表示為________gcm-3用含a、NA的代數式表示。

Answer 1

【答案】3d7 ds Z X最外層為2個電子，X為鎂，N的2p軌道處于半充滿的穩(wěn)定結構，故失去第一個電子較難，I1較大，則Z是氮元素 配位鍵 氫鍵 sp2

【解析】

(1)鎳的原子序數為28，則基態(tài)Ni3+的價電子排布式為3d7；銀與銅位于同一族，銀元素位于元素周期表的ds區(qū)；

(2)①X最外層為2個電子，X為鎂，N的2p軌道處于半充滿的穩(wěn)定結構，故失去第一個電子較難，I1較大；

②鎂離子與水之間是水分子中的氧原子提供孤電子對，鎂離子提供空軌道，形成配位鍵，N5-與H2O之間NH-O氫鍵；

③ N5-為平面正五邊形，N原子的雜化類型是sp2；

(3) 根據晶胞粒子的排布，確定晶胞中微粒的個數，根據ρ=計算

(1)鎳的原子序數為28，則基態(tài)Ni3+的價電子排布式為3d7；銀與銅位于同一族，銀元素位于元素周期表的ds區(qū)；

(2)①X最外層為2個電子，X為鎂，N的2p軌道處于半充滿的穩(wěn)定結構，故失去第一個電子較難，I1較大，則Z是氮元素，Y是氧元素；

②鎂離子與水之間是水分子中的氧原子提供孤電子對，鎂離子提供空軌道，形成配位鍵，N5-與H2O之間NH-O氫鍵；

③ N5-為平面正五邊形，N原子的雜化類型是sp2；N4-中每一個氮原子的sp2雜化軌道有2個形成σ鍵，一個是孤電子對，還有一個垂直于氮原子形成平面的p軌道，只有1個電子，p軌道間形成1個大π鍵，N4-得到1個電子，故電子數是5個，則N4-中的大π鍵應表示為；

(3)Ag+周圍距離最近的Ag+有12個。1個晶胞中含有4個Ag+，4個N5-，1個晶胞的體積為(2a×10-7)cm3，則AgN5的密度可表示為。