Question

【題目】(1)硼的研究在無機(jī)化學(xué)發(fā)展中占有獨(dú)特的位置。硼元素有10B 和 11B 兩種天然穩(wěn)定的同位素，在基態(tài) 11B 原子中，核外存在______對(duì)自旋狀態(tài)相反的電子，有_______種不同空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子。根據(jù)對(duì)角線規(guī)則，硼元素許多性質(zhì)與_____元素相似；

(2)NH3 能通過配位鍵與硼元素的某種氫化物作用得到化合物M，M是一種新的儲(chǔ)氫材料，加熱M會(huì)緩慢釋放出H2，并轉(zhuǎn)化為化合物N，M、N分別是乙烷、乙烯的等電子體。 M的結(jié)構(gòu)式為______________(須標(biāo)出配位鍵)，N分子中的π鍵和σ鍵數(shù)目之比為_______________；

(3)O 和 S 兩種元素是自然界最常見的兩種元素。均能與 H 形成 H2O2 和 H2S2，結(jié)構(gòu)如圖所示。請(qǐng)說明 H2O2 中 ∠H-O-O = 97° 略大于 ∠H-S-S = 95° 的原因： ______________；

(4)下圖為DNA結(jié)構(gòu)局部圖。雙鏈通過氫鍵使它們的堿基(A T 和 C G )相互配對(duì)形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，請(qǐng)寫出圖中存在的兩種氫鍵的表示式____________，_____________；

(5)通常認(rèn)為含氧酸的通式可寫成 (HO)mROn ，n值越高，則酸性越強(qiáng)�？蓪�(shí)際上，二氧化碳的水溶液酸性很弱，通常認(rèn)為是弱酸，但磷酸(H3PO4)的非羥基氧個(gè)數(shù)與碳酸(H2CO3)相同，卻是中強(qiáng)酸，請(qǐng)解釋原因：____________________；

(6)一定溫度下，NiO晶體可以自發(fā)地分散并形成“單分子層”，可以認(rèn)為O2作密置單層排列，Ni2+ 填充其中；已知O2的半徑為am，阿伏加德羅常數(shù)NA，則每平方米上分散的該晶體的質(zhì)量為_______________g。(寫出表達(dá)式即可。圖中大白球表示O2，小黑球表示 Ni2+)

Answer 1

【答案】2 3 Si 1:5 O,S采取的雜化和孤對(duì)電子數(shù)相同，但氧原子電負(fù)性大，價(jià)層電子密度高，故相互間排斥作用更強(qiáng)，鍵角更大 N—H O N—H N 溶于水的CO2分子只有約幾百分之一與水結(jié)合成碳酸 或

【解析】

(1)B為5號(hào)元素，在基態(tài)11B原子中，電子排布式為1s22s22p1，在周期表中，B與Si位于對(duì)角線位置，據(jù)此分析判斷；

(2)M是NH3與硼元素的氫化物相互作用的產(chǎn)物，M是乙烷的等電子體，說明M中含有8個(gè)原子、價(jià)電子數(shù)是14，則M為BH3NH3；N是乙烯的等電子體，應(yīng)為BH2=NH2，據(jù)此分析解答；

(3)O，S采取的雜化和孤對(duì)電子數(shù)相同，但氧原子電負(fù)性大，價(jià)層電子密度高，故相互間排斥作用更強(qiáng)，據(jù)此分析解答；

(4)根據(jù)圖示判斷存在的氫鍵；

(5)根據(jù)CO2溶于水的程度不大，且與水結(jié)合的CO2的數(shù)量更小分析解答；

(6) 根據(jù)圖片知，平面NiO基本結(jié)構(gòu)單元為，每個(gè)機(jī)構(gòu)單元含有1個(gè)“NiO” ，首先計(jì)算每個(gè)氧化鎳所占的面積和每個(gè)氧化鎳的質(zhì)量，再計(jì)算每平方米含有的氧化鎳個(gè)數(shù)和含有的氧化鎳質(zhì)量。

(1)B為5號(hào)元素，在基態(tài)11B原子中，電子排布式為1s22s22p1，同一軌道中兩個(gè)電子自旋方向相反，核外存在2對(duì)自旋狀態(tài)相反的電子；核外電子空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由能層、能級(jí)、原子軌道決定，1s軌道、2s軌道、2p有1個(gè)軌道，有3種不同空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子；在周期表中，B與Si位于對(duì)角線位置，根據(jù)對(duì)角線規(guī)則，硼元素許多性質(zhì)與Si元素相似，故答案為：2；3；Si；

(2)M是NH3與硼元素的氫化物相互作用的產(chǎn)物，M是乙烷的等電子體，說明M中含有8個(gè)原子、價(jià)電子數(shù)是14，則M為BH3NH3，M中B含有空軌道，N含有孤電子對(duì)，可形成配位鍵，M結(jié)構(gòu)式為；N是乙烯的等電子體，應(yīng)為BH2=NH2，N分子中含有1個(gè)π鍵，σ鍵包括2個(gè)B-H、2個(gè)N-H和1個(gè)B-N，共5個(gè)，π鍵和σ鍵數(shù)目之比為1:5，故答案為：；1:5；

(3)O，S采取的雜化和孤對(duì)電子數(shù)相同，但氧原子電負(fù)性大，價(jià)層電子密度高，故相互間排斥作用更強(qiáng)，鍵角更大，使得H2O2 中 ∠H-O-O 略大于 ∠H-S-S，故答案為：O，S采取的雜化和孤對(duì)電子數(shù)相同，但氧原子電負(fù)性大，價(jià)層電子密度高，故相互間排斥作用更強(qiáng)，鍵角更大；

(4)根據(jù)圖示，圖中存在的氫鍵的表示式為N—H O和N—H N，故答案為：N—H O；N—H N；

(5)H2CO3與H3PO4均有1個(gè)非羥基氧，H3PO4為中強(qiáng)酸，H2CO3為弱酸，由于CO2溶于水的程度不大，與水結(jié)合的CO2的數(shù)量更小，只有約幾百分之一與水結(jié)合成碳酸，與按二氧化碳全部轉(zhuǎn)化為碳酸分子來估算酸的強(qiáng)度相比，自然就小了近百倍了，故答案為：溶于水的二氧化碳分子只有約幾百分之一與水結(jié)合成碳酸；

(6)根據(jù)圖片知，平面NiO基本結(jié)構(gòu)單元為，每個(gè)機(jī)構(gòu)單元含有1個(gè)“NiO” ，每個(gè)氧化鎳所占的面積=(2×am)×(2×am×sin60°)=2a2m2，則每平方米含有的氧化鎳個(gè)數(shù)=，每個(gè)氧化鎳的質(zhì)量=g，所以每平方米含有的氧化鎳質(zhì)量=×g=，故答案為：。