Question

【题目】2018年3月南京理工教授制出了一种新的全氮阴离子盐—AgN5，目前已经合成出钠、锰、铁、钴、镍、镁等几种金属的全氮阴离子盐。

(1)基态Ni3+的价电子排布式为________；银与铜位于同一族，银元素位于元素周期表的________区。

(2)[Mg(H2O)6]2+[(N5)2(H2O)4]2-的晶体结构如图1所示：

、O、Mg元素的前3级电离能如下表所示：

元素	I1/kJmol-1	I2/kJmol-1	I3/kJmol-1
X	737.7	1450.7	7732.7
Y	1313.9	3388.3	5300.5
Z	1402.3	2856.0	4578.1

X、Y、Z中为N元素的是________，判断理由是________。

②从作用力类型看，Mg2+与H2O之间是________、N5-与H2O之间是________。

③N5-为平面正五边形，N原子的杂化类型是________。科学家预测将来还会制出含N4-、N6-等平面环状结构离子的盐，这一类离子中都存在大π键，可用符号表示，其中m代表参与形成大键的原子数，n代表参与形成大键的电子数如苯分子中的大键可表示为，则N4-中的大键应表示为________。

(3)AgN5的立方晶胞结构如图2所示：

Ag+周围距离最近的Ag+有________个。若晶体中紧邻的N5-与Ag+的平均距离为anm，NA表示阿伏加德罗常数的值，则AgN5的密度可表示为________gcm-3用含a、NA的代数式表示。

Answer 1

【答案】3d7 ds Z X最外层为2个电子，X为镁，N的2p轨道处于半充满的稳定结构，故失去第一个电子较难，I1较大，则Z是氮元素 配位键 氢键 sp2

【解析】

(1)镍的原子序数为28，则基态Ni3+的价电子排布式为3d7；银与铜位于同一族，银元素位于元素周期表的ds区；

(2)①X最外层为2个电子，X为镁，N的2p轨道处于半充满的稳定结构，故失去第一个电子较难，I1较大；

②镁离子与水之间是水分子中的氧原子提供孤电子对，镁离子提供空轨道，形成配位键，N5-与H2O之间NH-O氢键；

③ N5-为平面正五边形，N原子的杂化类型是sp2；

(3) 根据晶胞粒子的排布，确定晶胞中微粒的个数，根据ρ=计算

(1)镍的原子序数为28，则基态Ni3+的价电子排布式为3d7；银与铜位于同一族，银元素位于元素周期表的ds区；

(2)①X最外层为2个电子，X为镁，N的2p轨道处于半充满的稳定结构，故失去第一个电子较难，I1较大，则Z是氮元素，Y是氧元素；

②镁离子与水之间是水分子中的氧原子提供孤电子对，镁离子提供空轨道，形成配位键，N5-与H2O之间NH-O氢键；

③ N5-为平面正五边形，N原子的杂化类型是sp2；N4-中每一个氮原子的sp2杂化轨道有2个形成σ键，一个是孤电子对，还有一个垂直于氮原子形成平面的p轨道，只有1个电子，p轨道间形成1个大π键，N4-得到1个电子，故电子数是5个，则N4-中的大π键应表示为；

(3)Ag+周围距离最近的Ag+有12个。1个晶胞中含有4个Ag+，4个N5-，1个晶胞的体积为(2a×10-7)cm3，则AgN5的密度可表示为。