Question

全氮类物质具有高密度、高生成焓、超高能量及爆轰产物清洁无污染等优点，成为新一代超高能含能材料的典型代表。

Ⅰ．高性能炸药的结构为。

(1)基态原子的核外电子排布式为_______；O基态原子核外电子占据最高能级的电子云轮廓图形状为_______(用文字描述，下同)；的空间构型为_______。

(2)写出与互为等电子体的阳离子的化学式_______；中所含各元素第一电离能由大到小的顺序为_______(用元素符号表示)。

Ⅱ．作为新型高能含能材料，在炸药、推进剂和发射药等领域具有较高的应用价值。

(3)为平面结构，结构为，其中N原子的杂化方式是_______。

(4)的晶体结构与相似。的结构分为和，立方晶胞的示意图见图-1。图-2是晶胞正上方的俯视投影图，图中黑球(实心球)表示，请在题图-2中用白球(空心球)表示出的位置_______。

(5)以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。图-1中，原子1的坐标是(，0，)，则原子2的坐标为_______。

 

Answer

3d74s2 纺锤形 正四面体 H3O+ N＞O＞C sp2 (，，0)

【解析】

(1)Co为27号元素，根据核外电子排布的规律书写基态Co原子电子排布式，再书写价层电子排布式；O为8号元素，基态O原子核外电子占据最高能级的电子为2p电子；根据价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数，孤电子对个数=(a-xb)计算ClO4-的中心原子Cl的价层电子对数，再判断其空间构型；

(2)含有4个原子，10个电子，据此书写与互为等电子体的阳离子；同一周期，从左到右，元素的第一电离能逐渐增大，但第IIA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素判断C、N、O第一电离能的大小顺序；

(3)根据为平面结构判断N原子的杂化方式；

(4)根据立方晶胞的示意图，位于晶胞的顶点和面心，位于晶胞体内，而且与周围的4个构成正四面体结构，位于体心，据此画出的位置示意图；

(5) 原子1位于晶胞左侧面的面心，坐标是(，0，)，判断出坐标原点，再结合原子2位于晶胞底面的面心判断原子2的坐标。

(1)Co为27号元素，基态Co原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar] 3d74s2，则价层电子排布式为3d74s2；O为8号元素，基态O原子核外电子占据最高能级的电子为2p电子，电子云轮廓图形状为纺锤形；ClO4-的中心原子Cl的价层电子对数为4+=4，空间构型为正四面体，故答案为：3d74s2；纺锤形；正四面体；

(2)含有4个原子，10个电子，与互为等电子体的阳离子为H3O+；同一周期，从左到右，元素的第一电离能逐渐增大，但N最外层为半充满状态，较稳定，第一电离能最大，则中所含各元素第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C，故答案为：H3O+；N＞O＞C；

(3)为平面结构，结构为，则N原子的杂化方式为sp2杂化，故答案为：sp2；

(4)根据立方晶胞的示意图，位于晶胞的顶点和面心，位于晶胞体内，而且与周围的4个构成正四面体结构，位于体心，因此的位置为，故答案为：；

(5) 原子1位于晶胞左侧面的面心，坐标是(，0，)，则坐标原点如图()；原子2位于晶胞底面的面心，则坐标是(，，0)，故答案为：(，，0)。