Question

（10分）（1）金属镁有许多重要的用途，法国化学家维多克·格利雅因发明了在有机合成方面用途广泛的格利雅试剂而荣获诺贝尔化学奖，格利雅试剂的结构简式可表示为RMgX，它是金属镁和卤代烃反应的产物，简称格氏试剂，它在醚的稀溶液中以单体形式存在，并与二分子醚络合，在浓溶液中以二聚体存在，结构如下图：

 

①上述2种结构中均存在配位键，把你认为是配位键的用“→”标出。

②由原子间的成键特点，可以预测中心原子Mg的杂化类型可能为______  ；Mg 原子的核外电子排布式可表示为______________________。

③下列比较中正确的是____________ 

A．金属键的强弱：Mg＞Al      B．基态原子第一电离能：Mg＞Al

C．金属性：Mg＞Al            D．晶格能：NaCl＞MgCl₂

（2）将TiCl₄在氩气保护下与镁共热得到钛：

TiCl₄+2MgTi+2MgCl₂

①Ti元素在元素周期表中的位置是      ，      钛原子的外围电子排布式为       。

②TiCl₄在常温下是无色液体，在水或潮湿空气中易水解而冒白烟。则TiCl₄属于       (填“原子”、“分子”或“离子”)晶体。

③二氧化钛作光催化剂能将居室污染物甲醛、苯等有害气体转化为二氧化碳和水，达到无害化。有关甲醛、苯、二氧化碳及水，下列说法正确的是           。

A．苯与B₃N₃H₆互为等电子体     

B．甲醛、苯分子中碳原子均采用sp²杂化

C．苯、二氧化碳是非极性分子，水和甲醛是极性分子

D．水的沸点比甲醛高得多，是因为水分子间能形成氢键

(3)2001年报导的硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高纪录。下图中示意的该化合物的晶体结构单元:镁原子间形成正六棱柱，在棱柱的上下底面还各有一个镁原子，六个硼原子位于棱柱内,则该化合物的化学式可表示为           。（填字母选项）

A．MgB          B．MgB₂         C．Mg₂B         D．Mg₃B₂

 

Answer 1

【答案】

（1）    

②   sp3   、   1s²2s²2p⁶3s²        ③  BC               

（2）①第4周期ⅣB    3d²4s²      ②  分子   ③ ABCD  （3）B

【解析】（1）①由于镁原子没有孤对电子，但有空轨道。所以配体分别是氧原子和X原子，因此结构简式是。

②镁原子能形成4个化学键，因此是sp3杂化；根据构造原理可知，Mg 原子的核外电子排布式可表示为1s²2s²2p⁶3s²。

③铝离子半径大于镁离子半径，且电荷数大于镁的，所以金属键是铝大于镁，A不正确；镁原子由于3s轨道电子是全充满状态，所以稳定性强，第一电离能大于铝的，B正确；选项C也正确，镁离子半径小于钠离子半径，且电荷数大于钠离子的，所以氯化镁的晶格能大于氯化钠的，D不正确，因此正确的答案选BC。

（2）①钛的原子序数是22，所以Ti元素在元素周期表中的位置是第4周期ⅣB；根据构造原理可知，钛原子的外围电子排布式为3d²4s²。

②TiCl₄在常温下是无色液体，在水或潮湿空气中易水解而冒白烟，据此可判断，该化合物形成的晶体是分子晶体。

③价电子数与原子数分别都相等的是等电子体，所以苯与B₃N₃H₆互为等电子体；甲醛、苯分子均是平面形结构，所以都是sp2杂化；水和甲醛分子中键的极性不能抵消，所以是极性分子，选项C也是正确的；由于氢键的存在，是水的沸点高于甲醛分子的，所以正确的答案选ABCD。

（3）根据晶胞结构可知，硼原子在晶胞内部，共计是6个；镁原子的个数是12×1/6＋2×1/2＝3，所以化学式是MgB₂，答案选B。