Question

由徐光宪院士发起，院士学子同创的《分子共和国》科普读物最近出版了，全书形象生动地戏说了BF₃、TiO₂、CH₃COOH、CO₂、NO、二茂铁、NH₃、HCN、H₂S、O₃、异戊二烯和萜等众多“分子共和国”中的明星．
（1）写出Fe²⁺的核外电子排布式

 

．
（2）下列说法正确的是

 

．
a．H₂S、O₃分子都是直线形．b．BF₃和NH₃都是含有极性键的非极性分子．c．CO₂、HCN分子的结构式分别是：O=C=O、H-C≡N．d．一种双环单萜龙脑（如图1）分子式为C₁₀H₁₆O
（3）NO是人体中的信号分子，有关说法正确的

 

．
a．原子半径N大于O  b．非金属性O大于N    c．NO⁺的结构为：N≡O⁺　 d．NO形成的晶体是分子晶体
（4）TiO₂的天然晶体中，最稳定的一种晶体结构如右图，白球表示：

 

原子．
（5）二茂铁（C₅H₅）₂Fe是Fe²⁺与环戊二烯基形成的一类配合物，
实验室测定铁的含量可用配位剂邻二氮菲（），它能与Fe²⁺形成红色混合物（如图2），该配离子中Fe²⁺与氮原子形成配位键共有

 

个．
（6）乙酸熔沸点很高，是由于存在以分子间氢键缔合的二聚体（含一个环状结构），请画出这二聚体的结构：

 

．

Answer 1

分析：（1）铁是26号元素，铁原子核外有26个电子，铁原子失去2个电子变为Fe²⁺，根据构造原理写出Fe²⁺基态离子核外电子排布式；
（2）根据价层电子对互斥理论确定微粒的空间构型；不同非金属元素之间形成极性键，同种非金属元素之间形成非极性共价键；
（3）a．同一周期元素，原子半径随着原子序数的增大而减小；
b．同一周期元素，元素的非金属性随着原子序数的增大而增强；
c．氮气分子和是等电子体，等电子体结构相似，以氮气分子的结构书写NO⁺的结构；
d．分子晶体的构成微粒是分子；
（4）利用均摊法计算各种原子个数，再结合化学式判断；
（5）含有孤电子对的原子和含有空轨道的离子间能形成配位键；
（6）在二个乙酸分子间中，羧基上的氢原子与另一个乙酸分子中碳氧双键上氧原子形成氢键．

解答：解：（1）铁是26号元素，铁原子核外有26个电子，铁原子失去2个电子变为Fe²⁺，根据构造原理知，该离子核外电子排布式为[Ar]3d⁶，
故答案为：[Ar]3d⁶；
（2）a．H₂S、O₃分子都是V形，故错误；
b．BF₃和NH₃都是含有极性键，但前者是非极性分子，而后者是极性分子，故错误；
c．CO₂、HCN分子的结构式分别是：O=C=O、H-C≡N，故正确；
d．一种双环单萜龙脑（如图1）分子式为C₁₀H₁₆O，故正确；
故选cd；
（3）a．同一周期元素，原子半径随着原子序数的增大而减小，所以原子半径N大于O，故正确；
b．同一周期元素，元素的非金属性随着原子序数的增大而增强，所以非金属性O大于N，故正确；
c．氮气分子和是等电子体，等电子体结构相似，以氮气分子的结构知NO⁺的结构为N≡O⁺，故正确；
d．分子晶体的构成微粒是分子，NO形成的晶体构成微粒是NO分子，所以NO晶体属于分子晶体，故正确；
故选abcd；
（4）白球个数=2+4×

1

2

=4，黑球个数=1+8×

1

8

=2，所以白球和黑球个数比为2：1，根据二氧化硅的化学式知，白球表示氧原子，故答案为：氧（O）；
（5）该配合物中铁是中心离子，提供空轨道，氮原子提供孤电子对，根据图知其配位键个数是6，故答案为：6；
（6）二个乙酸分子间中，羧基上的氢原子与另一个乙酸分子中碳氧双键上氧原子形成氢键，所以其氢键表示为，
故答案为：．

点评：本题考查较综合，涉及氢键、分子极性的判断、核外电子排布式的书写等知识点，难点是氢键的书写，明确哪些元素的原子能形成氢键，难度中等．