Question

（2012?唐山二模）【化学--选修物质结构与性质】
（1）目前，利用金属或合金储氢的研究已取得很大进步，右图是一种镍基合金储氢后的晶胞结构图．
①Ni原子的价电子排布式是

3d⁸4s²

．
②该合金储氢后，含1mol La的合金可吸附H₂的数目为

3N_A

．
（2）某化学实验室合成了一种多功能材料--对硝基苯酚水合物X（化学式为C₆H₅NO₃?l.5H₂O）．实验表明，加热至94℃时X能失去结晶水，由黄色变成鲜亮的红色，在空气中温度降低又变为黄色．
①X中四种基本元素的电负性由大到小的顺序是

O＞N＞C＞H

．
②X中四种基本元素中第一电离能最高的元素的原子的轨道表示式为

．
③X失去结晶水的过程中，破坏的微粒间作用力是

氢键

，
（3）科学家把NaNO₃和Na₂O在一定条件下反应得到一种白色晶体，已知其中阴离子与SO^2-₄互为等电子体，且该阴离子中的各原子的最外层电子都满足8电子稳定结构．
该阴离子的电子式是

，氮原子的杂化方式是

sp³

．

Answer 1

分析：（1）①Ni是28号元素，其核外有28个电子，镍原子3d、4s能级上电子为其价电子，根据构造原理书写其价电子排布式；
②利用均摊法计算该晶胞中氢气分子和La原子个数之比，根据氢分子和La原子个数的关系式计算；
（2）①同周期自左而右元素电负性增大，元素的非金属性越强其电负性越强；
②同周期自左而右元素第一电离能呈增大趋势，N元素2p能级容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，非金属性越强第一电离能越大，故N元素的第一电离能最大；
③对硝基苯酚水合物之间氧原子和氢原子间存在氢键；
（3）原子个数相等价电子数相等的微粒属于等电子体，且等电子体结构相似，阴离子与SO₄^2-互为等电子体，且该阴离子中的各原子的最外层电子都满足8电子稳定结构，则该离子是NO₄ ^3-，根据价层电子对互斥理论确定其杂化方式．

解答：解：（1）①Ni是28号元素，其核外有28个电子，1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，镍原子3d、4s能级上电子为其价电子，Ni原子的价电子排布式为3d⁸4s²，故答案为：3d⁸4s²；
②该晶胞中氢气分子个数=8×

1

8

，La原子个数=8×

1

8

=1，所以该物质中氢分子和La原子个数比是3：1，则含1mol La的合金可吸附H₂的数目为，故答案为：3N_A；
（2）①元素的非金属性越强其电负性越强，O、N、C、H的非金属性逐渐减弱，所以O、N、C、H的电负性逐渐减弱，则O、N、C、H的电负性由大到小的顺序是O＞N＞C＞H，故答案为：O＞N＞C＞H；
②同周期自左而右元素第一电离能呈增大趋势，N元素2p能级容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，非金属性越强第一电离能越大，故N元素的第一电离能最大，其原子的轨道表示式为：，故答案为：；

③对硝基苯酚水合物之间氧原子和氢原子间存在氢键，所以对硝基苯酚水合物失去结晶水的过程中，破坏的微粒间作用力是氢键，故答案为：氢键；
（3）原子个数相等价电子数相等的微粒属于等电子体，且等电子体结构相似，阴离子与SO₄^2-互为等电子体，且该阴离子中的各原子的最外层电子都满足8电子稳定结构，则该离子是NO₄ ^3-，其电子式为：，该离子中价层电子对数为4，所以N原子采用sp³杂化，
故答案为：，sp³．

点评：本题是物质结构与性质的综合题目，涉及杂化轨道、电离能、电负性、核外电子排布规律、晶胞计算等，难度中等，难点是NO₄ ^3-电子式的书写，正确理解“该阴离子中的各原子的最外层电子都满足8电子稳定结构”是解（3）题的关键，需要学生全面掌握基础知识，难度中等．