Question

9．当前材料科学的发展方兴未艾．B、N、Ti、Fe都是重要的材料元素，其单质及化合物在诸多领域中都有广泛的应用．
（1）基态Fe²⁺的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶或[Ar]3d⁶；Ti原子核外共有22种运动状态不同的电子．
（2）BF₃分子与NH₃分子的空间结构分别为平面正三角形、三角锥型；NH₃分子是极性分子（填“极性”或“非极性”）；BF₃与NH₃反应生成的BF₃•NH₃分子中含有的化学键类型有共价键、配位键，在BF₃•NH₃中B原子的杂化方式为sp³．
（3）N和P同主族．科学家目前合成了N₄分子，该分子中N-N键的健角为60°．
（4）晶格能：NaN₃＞KN₃ （选填“＞”、“＜”或“=”）
（5）向硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成[Cu（NH₃）₄]²⁺配离子，在[Cu（NH₃）₄]²⁺中提供孤电子对的成键原子是N．不考虑空间构型，[Cu（NH₃）₄]²⁺的结构可用示意图表示为．己知NF₃与NH₃具有相同的空间构型，但NF₃不易与Cu²⁺形成配离子，其原因是F的电负性比N大，N-F成键电子对偏向F，导致NF₃中氮原子核对其孤电子对的吸引能力增强，难以形成配位键．

Answer 1

分析 （1）铁原子失去最外层4s能级2个电子，形成Fe²⁺，核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶或[Ar]3d⁶，电子不同运动状态不同；
（2）NH₃分子中氮原子含有孤电子对，BF₃分子中B元素不含孤电子对，导致其空间构型不同；根据价层电子对互斥理论确定BF₃的分子空间构型；
（3）N₄分子与P₄结构相似，为正四面体构型，N₄分子中N原子形成3个σ键、含有1对孤对电子，杂化轨道数目为4，每个面为正三角形；
（4）离子半径越小，晶格能越大；
（5）Cu²⁺提供空轨道，N原子提供孤对电子，Cu²⁺与NH₃分子之间形成配位键；NF₃中N-F成键电子对偏向于F原子，N原子上的孤对电子难与铜离子形成配离子．

解答 解：（1）铁原子失去最外层4s能级2个电子，形成Fe²⁺，核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶或[Ar]3d⁶，Ti元素原子核外有22个电子，所以原子中运动状态不同的电子共有22种，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶或[Ar]3d⁶；22；
（2）NH₃分子中氮原子含有孤电子对，NH₃中N原子含有3个σ键和1个孤电子对，所以NH₃为三角锥构型，为极性分子；BF₃中B原子含有3个σ键且不含孤电子对，所以BF₃为平面三角形构型；BF₃•NH₃分子中含有的化学键类型有共价键、配位键，在BF₃•NH₃中B原子电子对数为$\frac{5+3}{2}$，故杂化方式为sp³，
故答案为：平面正三角形；三角锥型；极性；共价键、配位键；sp³；
（3）N₄分子中N原子形成3个σ键、含有1对孤对电子，杂化轨道数目为4，N原子采取sp³杂化，每个面为正三角形，N-N 键的键角为60°，故答案为：60°；
（4）离子半径越小，晶格能越大，半径：Na⁺＜K⁺，则晶格能：NaN₃＞KN₃，故答案为：＞；
（5）Cu²⁺提供空轨道，N原子提供孤对电子，Cu²⁺与NH₃分子之间形成配位键，内界结构用示意图表示为；
F的电负性大于N元素，NF₃中N-F成键电子对偏向于F原子，导致NF₃中氮原子核对其孤电子对的吸引能力增强，N原子上的孤对电子难与铜离子形成配离子，所以NF₃不易与Cu²⁺形成配离子，
故答案为：N；；F的电负性比N大，N-F成键电子对偏向F，导致NF₃中氮原子核对其孤电子对的吸引能力增强，难以形成配位键．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及分子结构、杂化轨道、核外电子排布式等，注意理解配位键的有关概念，难度中等．