Question

【题目】B、C、N、Mg、Al、Si均是重要短周期元素，其化合物在工业中有重要用途。请回答下列问题：

（1）硼氢化合物B2H6的结构如图所示，则B原子的杂化方式为___。2个硼原子与4个氢原子形成普通的σ键。这四个σ键在同一平面上，另外两个氢原子和这两个硼原子形成了两个垂直于该平面的“氢桥键”，该“氢桥键”为___中心___(原子)电子键(填阿拉伯数字)。

（2）CF4和PF3的沸点比较CF4___PF3(选填“>”或“<”)。PCl5中P原子采用sp3d杂化，形成三角双锥结构，而N原子只能形成NCl3，不能形成NCl5的原因是___。

（3）基态Mn原子核外特征电子排布式为___；已知CO的结构为CO，Mn2(CO)10(结构如图2)中π键与配位键的个数比为___。

（4）环状基型硅酸盐中硅氧四面体共角氧相连，并封闭成环，分单层环与双层环两大类，双层三环Si6O15，双层四环Si8O20、双层六环Si12O30、双层n环Si2nOm，当n=10时，m=___。

（5）尖晶石的结构如图3所示，请写出尖晶石的化学式___；A块、B块均为边长为apm的立方体，设阿伏伽德罗常数的值为NA，最近两个Al3+之间的距离为___pm，尖晶石的密度为___g/cm3(列出计算式)。

Answer 1

【答案】sp3 3 2 < N原子最外层无d轨道，不能发生sp3d杂化，不能形成NCl5 3d54s2 2：1 50 MgAl2O4 a

【解析】

根据化合物结构及共价键结构，判断原子杂化类型；分子晶体，根据相对分子质量比较沸点；根据元素周期表位置书写核外电子排布式；根据晶胞密度公式进行计算。

(1)硼氢化合物B2H6的结构如图，则B原子的杂化方式为sp3。2个硼原子与4个氢原子形成普通的σ键。这四个σ键在同一平面上，另外两个氢原子和这两个硼原子形成了两个垂直于该平面的“氢桥键”，该“氢桥键”为3中心2(原子)电子键。

(2) 对于分子晶体，相对分子质量越大，熔沸点越高，CF4和PF3的沸点比较CF4<PF3。PCl5中P原子采用sp3d杂化，形成三角双锥结构，而N原子只能形成NCl3，不能形成NCl5的原因是N原子最外层无d轨道，不能发生sp3d杂化，不能形成NCl5。

(3)锰原子序数为25，基态Mn原子核外特征电子排布式为3d54s2；已知CO的结构为CO，三键中含有1个σ键和2个π键，锰原子和碳原子形成配位键，Mn2(CO)10中π键与配位键的个数比为2:1。

(4)环状基型硅酸盐中硅氧四面体共角氧相连，并封闭成环，分单层环与双层环两大类，双层三环Si6O15，双层四环Si8O20、双层六环Si12O30，根据规律，双层n环Si2nOm，当n=10时，m==50。

(5)由尖晶石的结构可知，结构中氧离子作面心立方最紧密堆积，镁离子填充在四面体空隙，铝离子占据八面体空隙，晶胞中有8个分子，尖晶石的化学式MgAl2O4；A块、B块均为边长为apm的立方体，A块显示镁离子占据四面体空隙情况，B块表示铝离子占据四面体空隙情况，设阿伏伽德罗常数的值为NA，最近两个Al3+之间的距离为a pm，尖晶石的密度为g/cm3。