题目内容
【题目】中国科学院上海有机化学研究所有机氟化学重点实验室在寻找新的
反应砌块的过程中，意外发现一种安全、高效合成罕见的硫(Ⅵ)氟类无机化合物
(氟磺酰基叠氮)的方法，该化合物对于一级胺类化合物有极高的重氮转移反应活性和选择性.请回答下列问题：
(1)基态硫的价电子排布为_________________，氟的最高能级中电子云的形状为_______________.
(2)中四种元素的第一电离能由大到小的顺序为___________________.
(3)以
和NaN3为原料在一定条件下可合成
(氟磺酰基叠氮).
①NaN3中阴离子的中心氮原子的杂化方式为__________________.
②中不存在_______________(填字母).
A.极性键B.非极性键C.离子键D.金属键E.σ键F.π键
(4)H－S－C≡N和H－N=C=S均为叠氮酸(HN3)的等电子体，二者的沸点： H－S－C≡N＜H－N=C=S，其原因是_________________，H－S－C≡N、H－N=C=S晶体中，有一种采用分子密堆积，即配位数为12，该物质是_____________________(填结构式).
(5)NaN3晶体的晶胞结构如图所示.
①晶体中，每个Na+周围与它距离最近且相等的Na+共有_____________个
②设阿伏加德罗常数的值为NA，晶胞参数为apm，则NaN3晶体的密度为_____________g·cm-3(列出计算式).
【答案】3s23p4 哑铃形 F＞N＞O＞S sp D H－N=C=S分子间存在氢键 H－S－C≡N 12 
【解析】
(1)S元素为16号元素，基态S原子核外电子排布式1s22s22p63s23p4或[Ne]3s23p4，价电子排布为3s23p4；F元素为9号元素，最高能级为2p，电子云形状为哑铃形；
(2)N、O、F原子核外均有2层电子，S原子核外有3层电子，所以S的第一电离能最小，同周期主族元素自左至右第一电离能呈增大趋势，但N原子2p能级半满，能量更低，第一电离能大于O，所以四种元素第一电离能由大到小顺序为F＞N＞O＞S；
(3)①NaN3中阴离子为N
，中心N原子价层电子对数为
=2，所以为sp杂化；
②该物质由阴阳离子构成，所以存在离子键；氮硫单键、氮碳单键等均为σ键，且均为极性键；氧硫双键、氮碳双键均含π键；碳碳双键为同种元素形成的共价键，所以为非极性键；该物质既不是金属单质也不是合金，所以不含金属键，所以选D；
(4)H－N=C=S中N原子与H原子相连，所以可以形成分子间氢键，导致沸点较高；由于氢键具有方向性，所以H－N=C=S晶体中不是密堆积，所以采用分子密堆积的是H－S－C≡N；
(5)①以顶面面心的Na+为例，该晶胞中距离其最近且相等的Na+位于顶面的四个顶点以及与顶面相邻的四个面的面心，位于该晶胞上方的晶胞中还有4个面心，所以共有12个；
②根据均摊法该晶胞中Na+的个数为
=4，N的个数为4，所以晶胞的质量为m=
g，晶胞的体积V=a3pm3=(a×10-10)3cm3，所以晶胞的密度为
=g·cm3。
南大教辅抢先起跑暑假衔接教程南京大学出版社系列答案
