Question

研究物质的结构是为了更好地研究物质的性质．
（1）铬的配合物在合成药物领域有重要应用．铬离子与甲基丙烯酸根离子（）、Cl^-、H₂O形成的配合物为．
①H、O、C元素电负性从大到小顺序是

 

；
②该配合物中铬离子的核外电子排布式为

 

；
③甲基丙烯酸钠中存在的化学键有

 

．
（2）是氮元素的最高价含氧酸的结构，该物质易溶于水的原因是

 

．
（3）科学家从化肥（NH₄）₂SO₄中检出“N₄H₄（SO₄）₂”．经测定，N₄H₄（SO₄）₂易溶于水，在溶液中以SO₄^2-和N₄H₄⁴⁺两种离子形式存在，与碱反应生成一种类似P₄的“N₄”分子．已知P₄、NH₄⁺、N₄H₄⁴⁺3种微粒均为四面体结构．则NH₄⁺中N的杂化轨道类型为

 

；N₄H₄⁴⁺的结构式为

 

．
（4）C₆₀分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键，且每个碳原子最外层都满足8电子稳定结构，则1个C₆₀分子中π键的数目为

 

．

Answer 1

考点：原子核外电子排布,元素电离能、电负性的含义及应用,配合物的成键情况,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：原子组成与结构专题,化学键与晶体结构

分析：（1）①同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增强，非金属元素中H的电负性最弱；
②该配合物中铬离子的化合价为+3价，由Cr失去3个电子得到；
③甲基丙烯酸根离子与钠离子构成离子键，甲基丙烯酸根离子中非金属原子间构成共价键；（2）氮元素的最高价含氧酸是硝酸，含有羟基，羟基和水中氧原子易形成氢键；
（3）NH₄⁺中氮原子含有4个共价键，所以其轨道的杂化类是sp³杂化，N₄H₄⁴⁺为四面体结构；
（4）C₆₀分子中每个原子只跟相邻的3个原子形成共价键，且每个原子最外层都满足8电子稳定结构，则每个C形成的这3个键中，必然有1个双键，这样每个C原子最外层才满足8电子稳定结构，双键数应该是C原子数的一半，而每个双键有1个π键，显然π键数目为30．

解答： 解：（1）①同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增强，则O＞C，H的电负性最弱，则有O＞C＞H，
故答案为：O＞C＞H；
②该配合物中铬离子的化合价为+3价，由Cr失去3个电子得到，Cr³⁺核外电子排布式为[Ar]3d³，
故答案为：[Ar]3d³；
③甲基丙烯酸根离子与钠离子构成离子键，甲基丙烯酸根离子中非金属原子间构成共价键，
故答案为：离子键、共价键；
（2）氮元素的最高价含氧酸是硝酸，含有羟基，羟基和水中氧原子易形成氢键，故答案为：硝酸分子与水分子之间易形成氢键；
（3）NH₄⁺中氮原子含有4个共价键，所以其轨道的杂化类是sp³杂化，N₄H₄⁴⁺为四面体结构，结构式为，
故答案为：sp³；；
（4）C₆₀分子中每个原子只跟相邻的3个原子形成共价键，且每个原子最外层都满足8电子稳定结构，则每个C形成的这3个键中，必然有1个双键，这样每个C原子最外层才满足8电子稳定结构，双键数应该是C原子数的一半，而每个双键有1个π键，显然π键数目为30，
故答案为：30．

点评：本题是对物质结构的考查，题目综合性较大，涉及分子结构、杂化轨道、核外电子排布、电负性、化学键、晶胞计算等，是对学生综合能力的考查，（3）中N₄H₄⁴⁺的结构式书写是难点、易错点，学习中注重相关基础的积累，难度中等．