分子人工光合作用的光捕獲原理如圖所示,WOC1是水氧化催化劑WOC在水氧化過(guò)程中產(chǎn)生的中間體,HEC1是析氫催化劑HEC在析氫過(guò)程中產(chǎn)生的中間體。
回答下列問(wèn)題:
(1)與Fe元素同周期,基態(tài)原子有2個(gè)未成對(duì)電子的金屬元素有
3
3
種,下列狀態(tài)的鐵中,電離最外層一個(gè)電子所需能量最大的是 c
c
(填標(biāo)號(hào))。
a.b.
c.d.
(2)含有多個(gè)配位原子的配體與同一中心離子(或原子)通過(guò)螯合配位成環(huán)而形成的配合物為螯合物。1mol WOC1中通過(guò)螯合作用形成的配位鍵有 8
8
mol。
(3)HEC1中的C、N、O三種元素都能與H元素形成含A-A(A表示C、N、O元素)鍵的氫化物。氫化物中A-A鍵的鍵能(kJ?mol-1)如下表:
H3C—CH3 |
H2N—NH2 |
HO—OH |
346 |
247 |
207 |
A-A鍵的鍵能依次降低的原因是
C、N、O中心原子上孤電子對(duì)數(shù)目越多,排斥作用越大,形成的化學(xué)鍵越不穩(wěn)定,鍵能就越小
C、N、O中心原子上孤電子對(duì)數(shù)目越多,排斥作用越大,形成的化學(xué)鍵越不穩(wěn)定,鍵能就越小
。
(4)在多原子分子中有相互平行的p軌道,它們連貫、重疊在一起,構(gòu)成一個(gè)整體,p電子在多個(gè)原子間運(yùn)動(dòng),像這樣不局限在兩個(gè)原子之間的π鍵稱(chēng)為離域π鍵,如苯分子中的離域π鍵可表示為π
66。N元素形成的兩種微粒
、
中,
中的離域π鍵可表示為
,
、
的鍵角由大到小的順序?yàn)?
。
(5)水催化氧化是“分子人工光合作用”的關(guān)鍵步驟。水的晶體有普通冰和重冰等不同類(lèi)型。普通冰的晶胞結(jié)構(gòu)與水分子間的氫鍵如圖甲、乙所示。晶胞參數(shù)a=452pm,c=737pm,γ=120°;標(biāo)注為1、2、3的氧原子在Z軸的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)分別為:0.375c、0.5c、0.875c。
①晶胞中氫鍵的長(zhǎng)度(O—H???O的長(zhǎng)度)為
276.4
276.4
pm(保留一位小數(shù))。
②普通冰晶體的密度為
g?cm
-3(列出數(shù)學(xué)表達(dá)式,不必計(jì)算出結(jié)果)。