Question

【题目】大型客机燃油用四乙基铅[Pb(CH2CH3)4]）做抗震添加剂，但皮肤长期接触四乙基铅对身体健康有害，可用硫基乙胺（HSCH2CH2NH2）和KMnO4清除四乙基铅。

(1)碳原子核外电子的空间运动状态有______种，基态锰原子的外围电子排布式为___，该原子能量最高的电子的电子云轮廓图形状为________。

(2)N、C和Mn电负性由大到小的顺序为____________。

(3)HSCH2CH2NH2中C的杂化方式为_____，其中NH2－空间构型为____；N和P的价电子相同，但磷酸的组成为H3PO4，而硝酸的组成不是H3NO4，其原因是_______。

(4)Pb(CH2CH3)4是一种难电离且易溶于有机溶剂的配合物，其晶体类型属于_____晶体。已知Pb(CH2CH3)4晶体的堆积方式如下。

Pb(CH2CH3)4]在xy平面上的二维堆积中的配位数是___，A分子的坐标参数为_____；设阿伏加德罗常数为NA/mol，Pb(CH2CH3)4]的摩尔质量为Mg/mol，则Pb(CH2CH3)4]晶体的密度是_____g/cm3 (列出计算式即可)。

Answer 1

【答案】6 3d54s2 球形 N＞C＞Mn sp3 V型 N原子半径较小，不能容纳较多的原子轨道，故不能形成H3NO4 分子 6

【解析】

（1）原子核外电子运动状态和该原子的核外电子数相等，原子序数为27的锰元素基态原子的外围电子排布式为3d54s2，据此可以得出锰元素在周期表中的位置是第四周期第ⅤⅡB族，能量最高的电子是4s2电子，4s电子的电子云轮廓图为球形；

（2）电负性是金属性与非金属性定量描述的一个物理量，元素的非金属性越强，往往其电负性越大，根据元素周期表中元素非金属性（或电负性）的递变规律，同周期从左到右元素电负性增大；

（3）HSCH2CH2NH2分子中，C形成4个共价键，它们价层电子对数为4对，其杂化方式为sp3，在-NH2中N有两个单键，一对孤对电子和一个单电子，因为单电子也需要占用一个轨道，所以N的价层电子对数依然可以视为4对，其杂化方式也为sp3，考虑配位原子只有两个H，所以其空间构型为平面三角形，N和P为同族元素，其价层电子数相同，通常情况下其成键方式相同，但是由于N原子半径小于P，N原子周围空间无法容纳4个氧原子成键；

（4）题目信息，Pb（CH2CH3）4是一种难电离且易溶于有机溶剂的配合物，可知其晶体类型为分子晶体，这一点也可以从Pb（CH2CH3）4晶体的堆积方式得到结论，Pb（CH2CH3）4晶体堆积方式为六方密堆积，所以在xy平面上的二维堆积中也采取二维最密堆积即配位数为6，由堆积图可知每个晶胞中包含2个Pb（CH2CH3）4分子，所以每一个晶胞的质量为g，再结合晶胞参数，长方体的棱边长度，计算得到晶胞的体积为cm3，则Pb（CH2CH3）4晶体的密度= 。

（1）碳原子核外电子排布为1s22s22p2,核外电子的空间运动状态有6种，原子序数为27的锰元素基态原子的外围电子排布式为3d54s2，据此可以得出锰元素在周期表中的位置是第四周期第ⅤⅡB族，能量最高的电子是4s2电子，值得注意的是，教材上提供的构造原理是原子填充顺序规则，并不代表电子的能量高低，在金属元素的原子中，最易失去的电子才是该原子能量最高的电子，4s电子的电子云轮廓图为球形，故答案为：6；3d54s2；球形；

（2）电负性是金属性与非金属性定量描述的一个物理量，元素的非金属性越强，往往其电负性越大，根据元素周期表中元素非金属性（或电负性）的递变规律，同周期从左到右元素电负性增大，可以得到电负性大小为N大于C，而Mn为金属元素，其电负性小于非金属性，N、C和Mn三种元素的电负性由大到小的顺序为：N、C、Mn，故答案为：N、C、Mn；

（3）HSCH2CH2NH2分子中，C形成4个共价键，它们价层电子对数为4对，其杂化方式为sp3，在-NH2中N有两个单键，一对孤对电子和一个单电子，因为单电子也需要占用一个轨道，所以N的价层电子对数依然可以视为4对，其杂化方式也为sp3，考虑配位原子只有两个H，所以其空间构型为平面三角形，N和P为同族元素，其价层电子数相同，通常情况下其成键方式相同，但是由于N原子半径小于P，N原子周围空间无法容纳4个氧原子成键，所以在其最高价含氧酸中，前者为一元酸后者为三元酸，或说H3NO4分子会因为N原子半径小，无法容纳4个氧原子成键，要脱去一个水分子，以HNO3形式存在，故答案为：sp3；平面三角形；N和P为同族元素，其价层电子数相同，通常情况下其成键方式相同，但是由于N原子半径小于P，N原子周围空间无法容纳4个氧原子成键，所以在其最高价含氧酸中，前者为一元酸后者为三元酸，或说H3NO4分子会因为N原子半径小，无法容纳4个氧原子成键，要脱去一个水分子，以HNO3形式存在；

（4）题目信息，Pb（CH2CH3）4是一种难电离且易溶于有机溶剂的配合物，可知其晶体类型为分子晶体，这一点也可以从Pb（CH2CH3）4晶体的堆积方式得到结论，Pb（CH2CH3）4晶体堆积方式为六方密堆积，所以在xy平面上的二维堆积中也采取二维最密堆积即配位数为6，A分子的坐标参数为（ ）由堆积图可知每个晶胞中包含2个Pb（CH2CH3）4分子，所以每一个晶胞质量为 g，再结合晶胞参数，可以得到晶胞的体积为cm3，则Pb（CH2CH3）4晶体的密度是g·cm－3，故答案为：分子；6；。