Question

(1)第四周期元素中价层成对电子数与基态Mg价层成对电子数相等的元素有_________种。

(2)吡咯(平面形结构，结构式为)，N原子杂化方式为______。多原子分子中的大π键可用符号表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数，则吡咯环中的大π键应表示为_______。

(3)一种锰的氧化物的晶胞如图甲，请写出该氧化物的化学式______。若沿z轴方向观察该晶胞，可得投影图如图乙，请画出沿y轴方向的投影图______。

(4)某含Mg储氢晶体储氢后转化为MgH₂，MgH₂晶体的结构如图丙，晶胞参数a=b=450pm，c=301pm，原子分数坐标为A(0，0，0)、B(0.305，0.305,0)、C(1，1，1)、D(0.195，0.805，0.5)。

①该晶体中Mg的配位数是__________。

②Mg²⁺的半径为72pm，则H^－的半径为____________pm(列出计算表达式)

③用N_A表示阿伏伽德罗常数，则MgH₂晶体中氢的密度是标准状况下氢气密度的_______倍(列出计算表达式，氢气密度为0.089g·L^－1)

Answer

8 sp2 MnO2 6 ×(450×0.305)-72

【解析】

（1）Mg价层电子排布式为3s2，成对电子数为1，由价层电子排布式确定第四周期元素中价层成对电子数为1的元素；

（1）Mg价层电子排布式为3s2，成对电子数为1，依据核外电子排布规律可知第四周期元素中价层成对电子数为1的有Ca（4s2）、Sc（3d14s2）、Ti（3d24s2）、V（3d34s2）、Mn（3d54s2）、Ga（4s24p1）、Ge（4s24p2）、As（4s24p3），共8种，故答案为：8；

（2）由吡咯为平面形结构，分子中各原子在同一平面内可知，N原子的价层电子对数是3，根据价层电子对互斥理论可判断N原子的杂化方式为sp2杂化；吡咯中大π键是1个N原子和5个C原子提供6个电子形成的，可表示为π56，故答案为：sp2；π56；

（3）由图可知，晶胞中Mn原子位于体心与顶点上，O原子位于上下两个面上及体内（有2个），,晶胞中Mn元素数目=1+8×=2，O原子个数为2+4×=4，则晶胞中Mn和O的原子个数比为1:2，氧化物的化学式为MnO2；若沿y轴方向投影，顶点上处于对称位置的Mn原子会重合在长方形的顶点，位于体心的Mn原子会位于长方形的面心，位于面上的O原子会位于长方形上下的边上，体内的氧原子会位于面内，投影图为，故答案为：MnO2；；

（4）①由晶胞结构可知，位于体心的镁离子周围有6个H－离子，则晶体中Mg的配位数是6，故答案为：6；

②由晶胞结构可知，底面为正方形，底面顶点的镁离子的四分之一与面内的两个氢离子恰好占满整个底面对角线，则H－的半径为0.305×405pm×—72pm，故答案为：×(450×0.305)-72；

③由晶胞结构可知，晶胞中镁离子的个数为1+8×=2，由化学式为MgH2可知晶胞中含有4个H－，则晶体中氢的密度是，由标况下氢气密度为0.089g·L－1可知，MgH2晶体中氢的密度是标准状况下氢气密度的倍，故答案为：。