Question

【題目】鹽酸阿比多爾是一種鹽酸鹽，其主要作用是通過抑制流感病毒脂膜與宿主細胞的融合而阻斷病毒的復制，結(jié)構(gòu)如圖。回答下列問題：

(1)鹽酸阿比多爾中所含N、O、S三種元素第一電離能由大到小的順序為___。O原子核外有___種不同運動狀態(tài)的電子，基態(tài)S原子的價電子排布圖不是，是因為該排布方式違背了___。

(2)該結(jié)構(gòu)中N原子的雜化方式是___。已知在氨分子中，H—N—H鍵角為107.3°，但是在[Zn(NH3)6]2+離子中H—N—H鍵角變?yōu)?/span>109.5°，分析原因為___。

(3)鹽酸阿比多爾中不含有的化學鍵類型為___(填選項字母)。

A.離子鍵 B.配位鍵 C.金屬鍵 D.σ鍵 E.π鍵 F.極性鍵 G.非極性鍵

(4)以氮化鎵(GaN)為代表的第三代半導體材料目前已成為全球半導體研究的前沿和熱點。GaN晶胞如圖1所示，圖2為晶胞沿y軸的投影1∶1平面圖。

①氮化硼與氮化鎵的結(jié)構(gòu)類似，氮化硼熔點3000℃，氮化鎵熔點1700℃，分析它們?nèi)埸c不同的原因____。

②晶胞中與一個Ga原子距離最近且相等的N原子有____個。

③設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則該晶胞的密度是___g·cm3(列出計算表達式)。

Answer 1

【答案】N＞O＞S 8 洪特規(guī)則 sp3、sp2 氨分子與Zn2+形成配合物后，孤對電子與Zn2+成鍵，原孤對電子與成鍵電子對之間的排斥作用變?yōu)槌涉I電子對之間的排斥作用，排斥作用減弱，所以H—N—H鍵角變大 C 氮化硼和氮化鎵都是共價晶體，B—N鍵長比Ga—N鍵長短，鍵能大，熔點高 4

【解析】

(1)同周期元素從左至右第一電離能呈逐漸增大的趨勢，同主族元素從上到下第一電離能呈逐漸減小的趨勢，N原子最外層電子排布為半充滿狀態(tài)，處于穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能比同周期相鄰元素大，則N、O、S三種元素第一電離能由大到小的順序為N＞O＞S；O原子核外有8個電子，每個電子的運動狀態(tài)都不同，則不同運動狀態(tài)的電子有8種；洪特規(guī)則規(guī)定電子分布到能量簡并的原子軌道時，優(yōu)先以自旋相同的方式分別占據(jù)不同的軌道，因為這種排布方式原子的總能量最低，則基態(tài)S原子的價電子排布圖違反了洪特規(guī)則；

(2)鹽酸阿比多爾分子結(jié)構(gòu)中含有2個N原子，分別如圖標注所示：，1號氮原子與三個碳原子形成碳氮單鍵，類似于氨分子的空間結(jié)構(gòu)，該氮原子為sp3雜化，2號氮原子與碳碳雙鍵直接相連，與碳碳雙鍵形成平面結(jié)構(gòu)，該氮原子的空間構(gòu)型為平面三角形，為sp2雜化；氨分子與Zn2+結(jié)合變?yōu)?/span>[Zn(NH3)6]2+時，孤電子對變?yōu)槌涉I電子對，原孤對電子與成鍵電子對之間的排斥作用變?yōu)槌涉I電子對之間的排斥作用，排斥作用減弱，所以H—N—H鍵角變大，因此氨分子中，H—N—H鍵角為107.3°，但是在[Zn(NH3)6]2+離子中H—N—H鍵角變?yōu)?/span>109.5°；

(3)鹽酸阿比多爾是一種鹽酸鹽，屬于離子化合物，含有離子鍵；類比銨鹽的形成，氨基中氮原子與ＨCl中的氫離子形成配位鍵；根據(jù)結(jié)構(gòu)圖所示，結(jié)構(gòu)中含有多條不同的單鍵，單鍵都為σ鍵，分子結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)和碳氧雙鍵，苯環(huán)中含有離域大π鍵，碳氧雙鍵中一個σ鍵和一個π鍵；氫氧單鍵為不同非金屬元素形成的共價鍵，為極性共價鍵，碳碳鍵由同種元素形成的共價鍵，為非極性共價鍵，金屬鍵為金屬晶體中特有的鍵，該鹽中不含金屬鍵，答案選C；

(4)①氮化硼和氮化鎵都是共價晶體，B—N鍵長比Ga—N鍵長短，鍵能大，熔點高；

②以該晶胞中面心上的Ga為中心，與該Ga原子距離最近且相等的N原子有2個，該晶胞上方無隙并置一個相同的晶胞，還有兩個與該Ga原子距離最近且相等的N原子，則共有4個；

③根據(jù)圖1所示，Ga位于晶胞的頂點和面心，Ga原子的數(shù)目為×8+6×=4個，N位于晶胞的體內(nèi)，N原子的個數(shù)為4個，則一個晶胞中含有4個氮化鎵(GaN)，晶胞的質(zhì)量為，根據(jù)圖2所示，晶胞的面對角線長度為4apm=4a×10-10cm，則晶胞的邊長為，則晶胞的體積為(2a×10-10)3 cm3，根據(jù)晶胞密度計算公式ρ==。