Question

研究物质的结构，用来探寻物质的性质，是我们学习化学的重要方法。回答下列问题：

(1)Fe、Ru、Os在元素周期表中处于同一列，人们已经发现和应用了Ru、Os的四氧化物。量子化学理论预测铁也存在四氧化物，但最终人们发现铁的化合价不是+8而是+6。OsO₄分子空间形状是____________，铁的“四氧化物”分子中，铁的价电子排布式是____________，氧的化合价是___________。

(2)NH₃分子中H—N—H键角为106.7°，在Ag(NH₃)₂⁺中，H—N—H键角近似109.5°，键角变大的原因是_______________________。

(3)氢键的本质是缺电子的氢原子和富电子的原子或原子团之间的一种弱的电性作用。近年来，人们发现了双氢键，双氢键是指带正电的H原子与带负电的H原子之间的一种弱电性相互作用。下列不可能形成双氢键的是_______。

a．Be—H…H—O        b．O—H…H—N        c．B—H…H—N        d．Si—H…H—Al

(4)冰晶石(Na₃A1F₆)主要用作电解氧化铝的助熔剂，也用作研磨产品的耐磨添加剂。其晶胞结构如图所示，晶胞是正四棱柱形状，Na(I)位于侧棱中心和底面中心，Na(II)位于四个侧面上，AlF₆^3-位于顶点和体心。

AlF中，中心原子周围的成键电子总数是________个。若用原子坐标来描述晶胞中所有Na原子的位置，则需要________组原子坐标。己知晶胞边长为a nm，b nm，冰晶石晶体的密度为__________g·cm^-3(Na₃AlF₆的摩尔质量为210g·mol^-1)。

Answer

正四面体 3d2 -1，-2 [Ag(NH3)2]+中，配位键N-Ag键的成键电子对相比NH3中的孤电子对N-H键的排斥力变小，故[Ag(NH3)2]+中H-N-H键角变大 bd 12 6

【解析】

(1)Fe、Ru、Os在元素周期表中处于同一列，性质有相似性。OsO4分子空间形状与FeO4相同，是正四面体，铁的“四氧化物”分子中，正六价的铁核外的3d轨道上的值为3+0.4×2=3.8，而4s轨道为4+0.4×0=4.0，3d<4s，所以铁的价电子排布式是3d2，铁的化合价为+6，即氧的化合价是-1，-2。

(2)NH3分子中H—N—H键角为106.7°，在Ag(NH3)2+中，H—N—H键角近似109.5°，键角变大的原因是[Ag(NH3)2]+中，配位键N-Ag键的成键电子对相比NH3中的孤电子对N-H键的排斥力变小，故[Ag(NH3)2]+中H-N-H键角变大。

(3)氢键的本质是缺电子的氢原子和富电子的原子或原子团之间的一种弱的电性作用。双氢键是指带正电的H原子与带负电的H原子之间的一种弱电性相互作用。

a．Be—H中氢原子带负电，H—O中氢原子带正电，符合双氢键定义；

b．O—H和H—N中氢原子均带正电，不符合题意；

c．B—H中氢原子带负电，H—N中中氢原子带正电，符合双氢键定义；

d．Si—H…H—Al中氢原子均带负电，不符合题意。

答案为bd。

(4)冰晶石(Na3A1F6)晶胞是正四棱柱形状，Na(I)位于侧棱中心和底面中心，Na(II)位于四个侧面上，AlF63-位于顶点和体心。

根据结构可知，AlF中，中心原子周围的成键电子总数是12个。若用原子坐标来描述晶胞中所有Na原子的位置，则需要6组原子坐标。己知晶胞边长为a nm，b nm，冰晶石晶体的密度为g·cm-3(Na3AlF6的摩尔质量为210g·mol-1)。