Question

【题目】盐酸阿比多尔是一种盐酸盐，其主要作用是通过抑制流感病毒脂膜与宿主细胞的融合而阻断病毒的复制，结构如图。回答下列问题：

(1)盐酸阿比多尔中所含N、O、S三种元素第一电离能由大到小的顺序为___。O原子核外有___种不同运动状态的电子，基态S原子的价电子排布图不是，是因为该排布方式违背了___。

(2)该结构中N原子的杂化方式是___。已知在氨分子中，H—N—H键角为107.3°，但是在[Zn(NH3)6]2+离子中H—N—H键角变为109.5°，分析原因为___。

(3)盐酸阿比多尔中不含有的化学键类型为___(填选项字母)。

A.离子键 B.配位键 C.金属键 D.σ键 E.π键 F.极性键 G.非极性键

(4)以氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体材料目前已成为全球半导体研究的前沿和热点。GaN晶胞如图1所示，图2为晶胞沿y轴的投影1∶1平面图。

①氮化硼与氮化镓的结构类似，氮化硼熔点3000℃，氮化镓熔点1700℃，分析它们熔点不同的原因____。

②晶胞中与一个Ga原子距离最近且相等的N原子有____个。

③设阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶胞的密度是___g·cm3(列出计算表达式)。

Answer 1

【答案】N＞O＞S 8 洪特规则 sp3、sp2 氨分子与Zn2+形成配合物后，孤对电子与Zn2+成键，原孤对电子与成键电子对之间的排斥作用变为成键电子对之间的排斥作用，排斥作用减弱，所以H—N—H键角变大 C 氮化硼和氮化镓都是共价晶体，B—N键长比Ga—N键长短，键能大，熔点高 4

【解析】

(1)同周期元素从左至右第一电离能呈逐渐增大的趋势，同主族元素从上到下第一电离能呈逐渐减小的趋势，N原子最外层电子排布为半充满状态，处于稳定状态，第一电离能比同周期相邻元素大，则N、O、S三种元素第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞S；O原子核外有8个电子，每个电子的运动状态都不同，则不同运动状态的电子有8种；洪特规则规定电子分布到能量简并的原子轨道时，优先以自旋相同的方式分别占据不同的轨道，因为这种排布方式原子的总能量最低，则基态S原子的价电子排布图违反了洪特规则；

(2)盐酸阿比多尔分子结构中含有2个N原子，分别如图标注所示：，1号氮原子与三个碳原子形成碳氮单键，类似于氨分子的空间结构，该氮原子为sp3杂化，2号氮原子与碳碳双键直接相连，与碳碳双键形成平面结构，该氮原子的空间构型为平面三角形，为sp2杂化；氨分子与Zn2+结合变为[Zn(NH3)6]2+时，孤电子对变为成键电子对，原孤对电子与成键电子对之间的排斥作用变为成键电子对之间的排斥作用，排斥作用减弱，所以H—N—H键角变大，因此氨分子中，H—N—H键角为107.3°，但是在[Zn(NH3)6]2+离子中H—N—H键角变为109.5°；

(3)盐酸阿比多尔是一种盐酸盐，属于离子化合物，含有离子键；类比铵盐的形成，氨基中氮原子与ＨCl中的氢离子形成配位键；根据结构图所示，结构中含有多条不同的单键，单键都为σ键，分子结构中含有苯环和碳氧双键，苯环中含有离域大π键，碳氧双键中一个σ键和一个π键；氢氧单键为不同非金属元素形成的共价键，为极性共价键，碳碳键由同种元素形成的共价键，为非极性共价键，金属键为金属晶体中特有的键，该盐中不含金属键，答案选C；

(4)①氮化硼和氮化镓都是共价晶体，B—N键长比Ga—N键长短，键能大，熔点高；

②以该晶胞中面心上的Ga为中心，与该Ga原子距离最近且相等的N原子有2个，该晶胞上方无隙并置一个相同的晶胞，还有两个与该Ga原子距离最近且相等的N原子，则共有4个；

③根据图1所示，Ga位于晶胞的顶点和面心，Ga原子的数目为×8+6×=4个，N位于晶胞的体内，N原子的个数为4个，则一个晶胞中含有4个氮化镓(GaN)，晶胞的质量为，根据图2所示，晶胞的面对角线长度为4apm=4a×10-10cm，则晶胞的边长为，则晶胞的体积为(2a×10-10)3 cm3，根据晶胞密度计算公式ρ==。