Question

【题目】[化学-选修3：物质结构与性质]镁与铝、锰形成的合金广泛应用于航天、运输、化工等领域。回答下列问题：

(1)基态Mn2+核外电子排布式为_________________。

(2)下列各项比较中，Mg>Al的是____________(填选项序号)。

A.电负性 B.金属键的强弱 C.金属性 D.基态原子第一电离能

(3)叶绿素是以镁离子为中心的卟啉配合物，其结构如图。

①Mg2+与N原子形成的化学键为配位键的是__________(填“a”或“b”)。

②叶绿素分子中C原子的杂化轨道类型有______________。

(4)MgO具有NaCl型结构(如图)，MgO晶体的熔点比NaCl高的原因是________________；其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，阴离子的配位数为___________，r(O2-)=0.148mm，MgO的密度为___________g/cm3(NA表示阿伏加德罗常数的值，列出计算式)。

Answer 1

【答案】 1s22S22p63s23p63d5(或[Ar]3d5) CD b sp2、sp3 都是离子晶体，Mg半径小于Na+，O2-半径小于Cl-，MgO中离子电荷数大于NaCl中离子电荷数，所以MgO晶格能大，熔点高 6

【解析】（1）Mn原子的核电荷数为25，1s22S22p63s23p63d54s2，基态Mn2+核外电子排布式为：1s22S22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)；正确答案：1s22S22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)。

(2)同一周期，从左到右，电负性增大，所以电负性Mg<Al，A错误；核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，因此半径Mg2+>Al3+，离子半径越小，电子越多，金属键越大，所以Mg<Al，B错误；镁的金属性强于铝的，C正确；镁原子的3s轨道电子处于全充满状态，稳定性强，所以第一电离能大于铝的，D正确；正确选项CD。

(3) ①从结构图可知：在b中氮原子已经形成3条共价键，剩下的孤电子对与镁离子形成配位键，所以Mg2+与N原子形成的化学键为配位键的是b；正确答案：b。

②根据杂化轨道数=中心原子的孤电子对数+中心原子的σ键个数；叶绿素分子含有结构，杂化轨道数=0+3=3，C原子的杂化轨道为sp2；叶绿素分子含有结构，杂化轨道数=0+4=4，C原子的杂化轨道为sp3 ；正确答案：sp2；sp3。

（4） MgO和NaCl都是离子晶体，Mg半径小于Na+，O2-半径小于Cl-，MgO中离子电荷数大于NaCl中离子电荷数，所以MgO晶格能大，熔点高；根据MgO晶胞的结构可知，1个O2-周围有6个Mg2+，所以配位数为6；根据晶胞的结构可知，含有Mg2+个数为12×1/4+1=4, O2-个数为8×1/8+12×1/4=4,所以该晶胞含有4MgO，晶胞体积为4×40/ρNA cm3,由于 r (O2-)=0.148mm=0.148×10-7cm，根据晶胞的结构可知，该晶胞的棱长为a=2=2×0.148×10-7cm，所以a3=4×40/ρNA，ρ=；正确答案：都是离子晶体，Mg半径小于Na+，O2-半径小于Cl-，MgO中离子电荷数大于NaCl中离子电荷数，所以MgO晶格能大，熔点高 ；6 ； 。