Question

【题目】氮及其化合物广泛存在于自然界中，回答下列问题：

（1）在基态16N中，其s能电子云形状是_____形的，其p能级轨道上存在______个自旋方向相同的电子；CN-中共价键的类型有______。

（2）碱性肥料氰氮化钙（CaCN2）的组成元素第一电离能最小的是_______（填名称）。

（3）化合物（CH3）3N能溶于水，其原因是_______________，（CH3）3N与盐酸反应生成[（CH3）3NH]+，该过程新生成的化学键类型为__________________.。

（4）阳离子[（CH3）3NH]+和阴离子A可按个数比4：1组成化合物，阴离子A的结构如图1所示，则S原子的杂化轨道类型是______，阴离子A的化学式为______。

（5）立方氮化硼的晶胞如图2所示（白球为氮原子，黑球为硼原子），则硼原子的配位数为______；若晶胞边长为acm，则立方氮化硼的密度是______g·cm-3（只要求列算式，阿伏伽德罗常数用NA表示）。

Answer 1

【答案】球3α键π键钙（CH3）3N为极性分子且能与水分子形成氢键配位键sp3（2分） [Ge4Sp]4-4

【解析】（1）在基态16N的电子排布式为1s22s22p3，轨道表达式为；其s能电子云形状均为球形的，其p能级轨道上存在3个自旋方向相同的电子；CN-中存在碳氮三键，则有1个 α键和2个π键；

（2）Ca为金属，C、N为非金属性，故Ca的第一电离能最小；；
（3）极性分子（CH3）3N和水之间形成氢键，所以溶解性增强，且二者均为极性分子，相似相溶，化合物（CH3）3N与盐酸反应生成[（CH3）3NH]+，氢离子含有空轨道，N原子含有孤对电子，该过程新生成的化学键为氮与质子氢离子形成配位键；
（4）阳离子[（CH3）3NH]+和阴离子A可按个数比4：1组成化合物，阴离子A中含有4个Ge和10个S，结合电中性可知阴离子为[Ge4S10]4-，结构中6个S原子形成2个共价键，还含有2个孤对电子，其中4个S只形成一个共价键，则还要得到一个电子才能形成8电子稳定结构，含有3对孤电子对，杂化轨道数目均为4，属于sp3杂化；

（5）B原子与周围的4个N原子形成正四面体结构，B原子的配位素为4；若晶胞边长为acm，晶胞的体积为(acm)3，晶胞中P原子为8×+6×=4，N原子为4，则晶胞中含有4个BN，NA个晶胞的质量为4×25g=100g；晶胞的密度为=g/cm3。