Question

價電子（最外層電子）數和重原子（即比氫重的原子）數相同的分子（或離子）互稱等電子體．等電子體的結構相似、物理性質相近，稱為等電子原理．如N₂和CO為等電子體，下表為部分元素等電子體的分類和空間構型表：

等電子體類型	代表物質	空間構型
四原子24電子等電子體	SO3	平面三角形
四原子26電子等電子體	SO32-	三角錐形
五原子32電子等電子體	CCl4	四面體形
六原子40電子等電子體	PCl5	三角雙錐
七原子48電子等電子體	SF6	八面體形

根據上述信息，回答下列問題：
（1）寫出分子或離子的空間構型：IO₃^-

 

、SiO₃^2-

 

（2）由第一、二周期元素組成，與氧化性最強的單質分子互為等電子體的分子有N₂H₄

 

、

 

（寫兩種）；
（3）如圖是六方最密堆積（Be、Mg、Zn）的晶胞圖之一，如果金屬鎂的密度是ρ g/cm³，且假設鎂原子是互相接觸的剛性小球，
鎂的相對原子質量為M，阿伏加德羅常數為N_A，則鎂原子的半徑為

 

cm．

Answer 1

分析：（1）價電子（最外層電子）數和重原子（即比氫重的原子）數相同的分子（或離子）互稱等電子體，等電子體的結構相似，由表格信息分析；
（2）由元素周期表可知氧化性最強的為F₂，根據等電子體的概念分析；
（3）鎂原子的半徑為rcm，晶胞底面為平行四邊形，其各邊長為a=2r，然后求出其面積，由圖可知平行四面體的高度等于兩個四面體的高度和，再求出晶胞的體積，根據ρ=

m

V

待人已知數據求得r的值．

解答：解：（1）已知價電子（最外層電子）數和重原子（即比氫重的原子）數相同的分子（或離子）互稱等電子體，等電子體的結構相似，IO₃^-與SO₃^2-互為等電子體，由表格信息可知二者的空間構型為三角錐形；SO₃與SiO₃^2-互為等電子體，由表格信息可知二者的空間構型為平面三角形；
故答案為：三角錐形；平面三角形；
（2）同周期從左到右單質的氧化性增強，同主族從上到下單質的氧化性減弱，所以氧化性最強的為第二周期第VIIA族氟元素的單質F₂，由第一、二周期元素組成而且與F₂互為等電子體的有N₂H₄、H₂O₂、C₂H₆；
故答案為：H₂O₂；C₂H₆；
（3）設鎂原子的半徑為rcm，晶胞底面為平行四邊形，其各邊長為a=2r，所以平行四邊形的面積為S=a?asin60°=

3

2

a²，
晶胞中平行四面體的h=2×邊長為a的四面體的高=2×

6

3

a=

2 6

3

a，所以V（晶胞）=S×h=

3

2

a²×

2 6

3

a=

2

a³=8

2

r³，
晶胞中Mg原子個數為1+

1

8

×1=2，已知金屬鎂的密度是ρ g/cm³，鎂的相對原子質量為M，阿伏加德羅常數為N_A，則ρ=

m

V

=

2M        NA

8 2 ?r3

，
即r=

3	M 2 2 ρNA

；
故答案為：

3	M 2 2 ρNA

．

點評：本題考查了等電子體以及晶胞的計算，明確等電子體的概念以及晶胞體積與密度、相等原子質量的關系是解本題關鍵，難度較大，注意晶胞的邊長不是金原子直徑，題目難度較大．