微项目 青蒿素分子的结构测定
——晶体在分子结构测定中的应用
课程 标准 1.了解测定分子结构的一般思路与方法，认识晶体对于分子结构测定的独特意义。 2.知道利用晶体X射线衍射能够测定原子坐标进而确定分子的空间结构，是测定分子结构的重要手段。 3.体会分子结构测定对于建立与优化物质结构理论模型，认识、解释和预测物质性质具有重要价值
项目活动（一） 了解利用晶体测定分子结构的意义
1.青蒿素的组成与结构的测定
我国研究人员从1973年初开始测定青蒿素的组成与结构。首先，研究人员利用高分辨质谱仪测定出青蒿素的相对分子质量为282.33。结合元素分析，确定其分子式为C15H22O5。
红外光谱实验结果表明，青蒿素分子中含有酯基和过氧基团。结合核磁共振谱图提供的关于碳、氢原子的种类和数量的信息，研究人员推定了青蒿素中甲基、过氧基团、带有酯基的六元环等部分结构片段。1975年，研究人员采用晶体X射线衍射的方法，确定了青蒿素的分子结构。
2.测定方法与获得信息
在探究青蒿素分子组成和结构的过程中，科研人员使用的测定方法及获得的分子组成和结构的信息
测定方法 获得的分子组成和结构的信息
高分辨 质谱仪 测定出青蒿素的相对分子质量，结合元素分析，确定其分子式为C15H22O5
氧化还原 反应实验 推测青蒿素具有含过氧基团的倍半萜内酯结构
红外光谱 表明青蒿素分子中确实含有酯基和过氧基团
核磁共 振谱图 结合提供的关于碳、氢原子的种类和数量的信息，推定了青蒿素中甲基、过氧基团、带有酯基的六元环等部分结构片段
晶体的X 射线衍射 确定了青蒿素的分子结构
3.借助晶体测定分子结构的独特意义
测定分子空间结构最普遍的方法是晶体的X射线衍射，利用数学和物理知识对衍射所得图像进行复杂处理，可以测定晶体的晶胞参数（用于描述晶胞大小和形状的数据），推算得到晶胞中所有原子的坐标，从而计算出原子间的距离，判断哪些原子间存在化学键以及化学键的类型，确定分子的空间结构。
1.双氢青蒿素是抗疟特效药，属于萜类化合物，如图所示的有机物α-松油烯也属于萜类化合物。下列有关说法不正确的是（ ）
A.双氢青蒿素的分子式为C15H24O5
B.双氢青蒿素分子中含有过氧键、羟基和醚键
C.α-松油烯的一氯代物有6种
D.α-松油烯与罗勒烯（）互为同分异构体
2.青蒿素是我国科学家从传统中药中发现并提取的能治疗疟疾的有机化合物，其结构简式如图所示。
（1）青蒿素的分子式为 。
（2）下列关于青蒿素的说法正确的是 （填字母）。
A.分子中含有酯基和醚键
B.分子中含有苯环
C.该分子易溶于有机溶剂，不易溶于水
D.该分子所有原子可能位于同一平面上
（3）科学家常用有机化合物A从中药中将青蒿素萃取出来，使用现代分析仪器可以对有机化合物A的分子结构进行测定，相关结果如下：
①由图1可知，A的相对分子质量为 。
②由图2可知A属于醚，通过A的核磁共振氢谱图3可知，A的结构简式为 。
③有机物B是A的同分异构体，已知B能与金属钠反应，且B的烃基上的一氯代物只有一种，写出B与金属钠反应的化学方程式 。
④查阅资料可知，常温下A是一种无色易挥发的液体，沸点34.5 ℃；B是一种无色晶体，沸点113.5 ℃。B的沸点明显高于A的沸点，试从结构角度进行解释： 。
项目活动（二） 借助原子位置确定分子空间结构
科学家测定青蒿素分子结构进行的主要工作流程（借助X射线衍射测定分子结构的基本思路）：
借助晶体X射线衍射测定原子坐标，我们可以得到分子的结构，获得键长、键角等反映结构特点的重要数据。单键、双键、三键等价键模型的完善，杂化轨道、分子轨道等理论模型的建立，都离不开这些结构参数的支持。物质的宏观性质、微观结构以及关于结构的理论模型三者有效互动，共同推动了人们对物质结构的认识不断走向深入。
1.下列说法不正确的是（ ）
A.晶体的X射线衍射实验可以测定分子的键长、键角、键能
B.红外吸收光谱仪可以测得未知物中的化学键或官能团
C.晶体的X射线衍射实验可以测定晶胞中微粒的相对位置
D.晶体的X射线衍射实验可以区分玻璃与水晶
2.我国女药学家屠呦呦因创制新型抗疟药青蒿素和双氢青蒿素而获得诺贝尔生理学或医学奖。关于青蒿素和双氢青蒿素（结构如下）的下列说法，错误的是（ ）
A.青蒿素的分子式为C15H22O5
B.由青蒿素制备双氢青蒿素的反应属于还原反应
C.青蒿素分子中含有过氧键、酯基和醚键
D.双氢青蒿素分子中有2个六元环和2个七元环
1.南京理工大学团队成功合成了能在室温稳定存在的五氮阴离子盐（N5）6（H3O）3（NH4）4Cl，经X射线衍射测得晶体结构，其局部结构如图所示（其中的空间结构是平面五元环）。下列说法正确的是（ ）
A.所有N原子的价电子层均有孤电子对
B.氮氮键的键能： ＞H2N—NH2
C.两种阳离子是等电子体
D.阴、阳离子之间只存在离子键
2.我国药学家屠呦呦因发现植物黄花蒿叶中含有抗疟疾的物质——青蒿素而荣获2015年诺贝尔生理学或医学奖。科学家对青蒿素的结构进行进一步改良，合成了药效更佳的双氢青蒿素、蒿甲醚。
下列说法错误的是（ ）
A.利用黄花蒿叶研究青蒿素结构的基本步骤为分离、提纯→元素分析确定实验式→测定相对分子质量确定分子式→波谱分析确定结构式
B.①、②的反应类型分别为还原反应、取代反应
C.双氢青蒿素在水中的溶解度大于青蒿素
D.可用质谱法确定分子中含有何种官能团的信息
3.现代仪器分析技术能够帮助人们对物质的微观结构做出科学的判断，下列说法正确的是（ ）
A.X射线衍射技术可以区分晶体和非晶体
B.红外光谱可以判断有机物的相对分子质量
C.CH3CH2OH的核磁共振氢谱吸收峰有2种
D.质谱仪可以直接测定有机物分子的结构
4.铁（Fe）、钴（Co）、镍（Ni）、钛（Ti）及其化合物在生产生活中应用广泛。
（1）基态Ni原子的价电子排布式为 。
（2）铁系元素能与CO形成Fe（CO）5、Ni（CO）4等金属羰基化合物。已知室温时Fe（CO）5为浅黄色液体，沸点为103 ℃，则Fe（CO）5中含有的化学键类型包括 （填字母）。
A.极性共价键 B.离子键
C.配位键 D.金属键
（3）以甲醇为溶剂，Co2＋可与色胺酮分子配位结合形成对DNA具有切割作用的色胺酮钴配合物（合成过程如图所示）。色胺酮分子中所含部分元素（C、N、O）第一电离能由大到小的顺序为 ，色胺酮分子中所有N原子的杂化类型有 ，色胺酮钴配合物中钴的配位数为 ，X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个CH3OH分子，CH3OH是通过 作用与色胺酮钴配合物相结合。
（4）已知：r（Fe2＋）为61 pm、r（Co2＋）为65 pm。在隔绝空气条件下分别加热FeCO3和CoCO3，实验测得FeCO3的分解温度低于CoCO3，原因是 。
（5）已知TiN晶体的晶胞结构如图所示，若该晶胞的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶胞中Ti原子与N原子的最近距离为 pm。（用含ρ、NA的代数式表示）
微项目 青蒿素分子的结构测定
——晶体在分子结构测定中的应用
【基础知识·准落实】
项目活动（一）
自主练习
1.C 根据双氢青蒿素的结构简式确定其分子式为C15H24O5，A正确；根据双氢青蒿素的结构简式确定双氢青蒿素分子中含有过氧键、羟基和醚键，B正确；α-松油烯的一氯代物的种类如图：，共7种，C错误；α-松油烯与罗勒烯的分子式均为C10H16，二者结构不同，互为同分异构体，D正确。
2.（1）C15H22O5 （2）AC （3）①74
②CH3CH2OCH2CH3 ③＋2Na
＋H2↑
④B分子中含有羟基，分子间存在氢键，氢键作用力较强，所以沸点：B＞A
解析：（1）青蒿素的分子式为C15H22O5。（2）A.分子中含有酯基和醚键，B.分子中无苯环，C.易溶于有机溶剂，不易溶于水，D.分子中含有—CH3，所以原子不可能共面。（3）①A的相对分子质量为74；②通过A的核磁共振氢谱图3可知，A有两种氢，比值为2∶3，故A的结构简式为CH3CH2OCH2CH3；③B能与金属钠反应，且B的烃基上的一氯代物只有一种，则B为，反应的化学方程式为＋2Na＋H2↑；④B分子中含有羟基，分子间存在氢键，氢键作用力较强，所以沸点：B＞A。
项目活动（二）
自主练习
1.A 晶体的X射线衍射实验可以测定键长和键角，不能测定分子键能，A错误；红外吸收光谱仪可以测得未知物中含有哪种化学键或官能团的信息，B正确；通过晶体的X射线衍射实验获得衍射图后，经过计算可以从衍射图形获得晶体结构的有关信息，包括晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置等，C正确；晶体的X射线衍射实验是区分晶体和非晶体最科学的方法，玻璃属于非晶体，水晶属于晶体，晶体的X射线衍射实验可以区分玻璃与水晶，D正确。
2.D 由结构简式可知青蒿素的分子式为C15H22O5，A正确；青蒿素与氢气发生加成反应生成双氢青蒿素，属于还原反应，B正确；由结构简式可知青蒿素分子中含有过氧键、酯基和醚键，C正确；由结构可知，双氢青蒿素含有3个六元环和2个七元环，D错误。
【教学效果·勤检测】
1.B N中N原子形成4个σ键，没有孤电子对，A错误；中氮氮原子间除形成σ键外，还形成一个大π键，氮氮键的键能： ＞H2N—NH2，B正确；H3O＋、N原子数不同，不是等电子体，C错误；由题图可知，除阴、阳离子间形成离子键外，H3O＋中H原子与中N原子、N中H原子与中N原子形成氢键，D错误。
2.D 研究有机物一般经过：分离、提纯，然后根据元素定量分析确定实验式，再测定相对分子质量确定分子式，最后通过波谱分析确定结构式，A正确；①反应中CO键生成C—O键，为还原反应，②反应中醇羟基变为醚键，为取代反应，B正确；双氢青蒿素含有羟基，可形成氢键，在水中的溶解度较大，C正确； 质谱法是一种测量质荷比的分析方法，可以确定有机物的相对分子质量，红外光谱可以确定有机物结构中存在的基团，D错误。
3.A 晶体对X射线发生衍射，非晶体不会对X射线发生衍射，所以能用X射线衍射技术区分晶体和非晶体，A正确；红外光谱判断有机物中的官能团，不能用红外光谱判断有机物的相对分子质量，B错误；CH3CH2OH中含有三种环境的氢原子，所以其核磁共振氢谱吸收峰有3种，C错误；质谱仪可以测定物质分子或分子碎片的质量，所以能用质谱仪判断有机物的相对分子质量，但是不能测定有机物分子的结构，D错误。
4.（1）3d84s2 （2）AC （3）N＞O＞C sp2、sp3 4 氢键 （4）Fe2＋更容易结合碳酸根离子中的氧离子或Fe2＋的半径小于Co2＋，FeO晶格能大于CoO，则FeCO3分解温度低于CoCO3 （5）3×1010
解析：（1）镍为28号元素，原子核外有28个电子，其核外电子排布为[Ar]3d84s2或1s22s22p63s23p63d84s2，价电子排布式为3d84s2。（2）Fe（CO）5沸点较低，为分子晶体，不存在离子键、金属键，Fe原子与CO分子之间为配位键，CO分子内含有极性共价键，选A、C。（3）同一周期主族元素自左至右第一电离能呈增大趋势，但N原子2p能级轨道半满，更稳定，第一电离能高于O，所以三种元素第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C；根据色胺酮中N原子的成键方式可知，成双键的N原子为sp2杂化，成单键的为sp3杂化；根据色胺酮钴配合物的结构简式可知，Co与2个O原子、2个N原子配位，配位数为4；分析甲醇性质可知，甲醇通过氢键与色胺酮钴配合物相结合。（4）由题意可知，Fe2＋的半径小于Co2＋，FeO晶格能大于CoO，Fe2＋更容易结合氧离子，FeCO3受热分解需要外界能量更少，FeCO3比CoCO3易分解，则 FeCO3 分解温度低于CoCO3。（5）据题图可知晶胞中Ti原子与N原子的最近距离为棱长的一半，根据“切割法”，晶胞中白球个数为8×＋6×＝4，黑球个数为12×＋1＝4，则晶胞质量为m＝ g＝ g，晶胞体积V＝＝＝ cm3，晶胞棱长为3＝3 cm＝3×1010 pm，则晶胞中Ti原子与N原子的最近距离为×3×1010 pm＝3×1010 pm。
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微项目 青蒿素分子的结构测定
——晶体在分子结构测定中的应用
课
程 标
准 1.了解测定分子结构的一般思路与方法，认识晶体对于分子结
构测定的独特意义。
2.知道利用晶体X射线衍射能够测定原子坐标进而确定分子的空
间结构，是测定分子结构的重要手段。
3.体会分子结构测定对于建立与优化物质结构理论模型，认
识、解释和预测物质性质具有重要价值
目 录
1、基础知识·准落实
2、教学效果·勤检测
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
项目活动（一） 了解利用晶体测定分子结构的意义
1. 青蒿素的组成与结构的测定
我国研究人员从1973年初开始测定青蒿素的组成与结构。首先，研
究人员利用高分辨质谱仪测定出青蒿素的相对分子质量为282.33。
结合元素分析，确定其分子式为C15H22O5。
红外光谱实验结果表明，青蒿素分子中含有酯基和过氧基团。结合
核磁共振谱图提供的关于碳、氢原子的种类和数量的信息，研究人
员推定了青蒿素中甲基、过氧基团、带有酯基的六元环等部分结构
片段。1975年，研究人员采用晶体X射线衍射的方法，确定了青蒿
素的分子结构。
2. 测定方法与获得信息
在探究青蒿素分子组成和结构的过程中，科研人员使用的测定方法
及获得的分子组成和结构的信息
测定方法 获得的分子组成和结构的信息
高分辨 质谱仪 测定出青蒿素的相对分子质量，结合元素分析，确
定其分子式为C15H22O5
氧化还原 反应实验 推测青蒿素具有含过氧基团的倍半萜内酯结构
红外光谱 表明青蒿素分子中确实含有酯基和过氧基团
测定方法 获得的分子组成和结构的信息
核磁共 振谱图 结合提供的关于碳、氢原子的种类和数量的信息，
推定了青蒿素中甲基、过氧基团、带有酯基的六元
环等部分结构片段
晶体的X 射线衍射 确定了青蒿素的分子结构
3. 借助晶体测定分子结构的独特意义
测定分子空间结构最普遍的方法是晶体的X射线衍射，利用数学和
物理知识对衍射所得图像进行复杂处理，可以测定晶体的晶胞参数
（用于描述晶胞大小和形状的数据），推算得到晶胞中所有原子的
坐标，从而计算出原子间的距离，判断哪些原子间存在化学键以及
化学键的类型，确定分子的空间结构。
1. 双氢青蒿素是抗疟特效药，属于萜类化合物，如图所示的有机物α-
松油烯也属于萜类化合物。下列有关说法不正确的是（ ）
A. 双氢青蒿素的分子式为C15H24O5
B. 双氢青蒿素分子中含有过氧键、羟基和醚键
C. α-松油烯的一氯代物有6种
D. α-松油烯与罗勒烯（ ）互为同分异构体
解析： 根据双氢青蒿素的结构简式确定其分子式为C15H24O5，
A正确；根据双氢青蒿素的结构简式确定双氢青蒿素分子中含有过
氧键、羟基和醚键，B正确；α-松油烯的一氯代物的种类如
图： ，共7种，C错误；α-松油烯与罗勒烯的分
子式均为C10H16，二者结构不同，互为同分异构体，D正确。
2. 青蒿素是我国科学家从传统中药中发现并提取的能治疗疟疾的有机
化合物，其结构简式如图所示。
（1）青蒿素的分子式为 。
解析： 青蒿素的分子式为C15H22O5。
C15H22O5
（2）下列关于青蒿素的说法正确的是 （填字母）。
A. 分子中含有酯基和醚键
B. 分子中含有苯环
C. 该分子易溶于有机溶剂，不易溶于水
D. 该分子所有原子可能位于同一平面上
解析： A. 分子中含有酯基和醚键，B. 分子中无苯环，
C. 易溶于有机溶剂，不易溶于水，D. 分子中含有—CH3，
所以原子不可能共面。
AC
（3）科学家常用有机化合物A从中药中将青蒿素萃取出来，使用
现代分析仪器可以对有机化合物A的分子结构进行测定，相
关结果如下：
①由图1可知，A的相对分子质量为 。
②由图2可知A属于醚，通过A的核磁共振氢谱图3可知，A的
结构简式为 。
74
CH3CH2OCH2CH3
④查阅资料可知，常温下A是一种无色易挥发的液体，沸点
34.5 ℃；B是一种无色晶体，沸点113.5 ℃。B的沸点明显高
于A的沸点，试从结构角度进行解释：
。
＋2Na ＋H2↑
B分子中含有羟基，
分子间存在氢键，氢键作用力较强，所以沸点：B＞A
解析： ①A的相对分子质量为74；②通过A的核磁共振
氢谱图3可知，A有两种氢，比值为2∶3，故A的结构简式为
CH3CH2OCH2CH3；③B能与金属钠反应，且B的烃基上的一
氯代物只有一种，则B为 ，反应的化学方程式
为 ＋2Na ＋H2↑；
④B分子中含有羟基，分子间存在氢键，氢键作用力较强，所以沸点：B＞A。
项目活动（二） 借助原子位置确定分子空间结构
科学家测定青蒿素分子结构进行的主要工作流程（借助X射线衍射
测定分子结构的基本思路）：
借助晶体X射线衍射测定原子坐标，我们可以得到分子的结构，获得
键长、键角等反映结构特点的重要数据。单键、双键、三键等价键模
型的完善，杂化轨道、分子轨道等理论模型的建立，都离不开这些结
构参数的支持。物质的宏观性质、微观结构以及关于结构的理论模型
三者有效互动，共同推动了人们对物质结构的认识不断走向深入。
1. 下列说法不正确的是（ ）
A. 晶体的X射线衍射实验可以测定分子的键长、键角、键能
B. 红外吸收光谱仪可以测得未知物中的化学键或官能团
C. 晶体的X射线衍射实验可以测定晶胞中微粒的相对位置
D. 晶体的X射线衍射实验可以区分玻璃与水晶
解析： 晶体的X射线衍射实验可以测定键长和键角，不能测定
分子键能，A错误；红外吸收光谱仪可以测得未知物中含有哪种化
学键或官能团的信息，B正确；通过晶体的X射线衍射实验获得衍
射图后，经过计算可以从衍射图形获得晶体结构的有关信息，包括
晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类
型、原子在晶胞里的数目和位置等，C正确；晶体的X射线衍射实
验是区分晶体和非晶体最科学的方法，玻璃属于非晶体，水晶属于
晶体，晶体的X射线衍射实验可以区分玻璃与水晶，D正确。
2. 我国女药学家屠呦呦因创制新型抗疟药青蒿素和双氢青蒿素而获得诺贝尔生理学或医学奖。关于青蒿素和双氢青蒿素（结构如下）的下列说法，错误的是（ ）
A. 青蒿素的分子式为C15H22O5
B. 由青蒿素制备双氢青蒿素的反应属于还原反应
C. 青蒿素分子中含有过氧键、酯基和醚键
D. 双氢青蒿素分子中有2个六元环和2个七元环
解析： 由结构简式可知青蒿素的分子式为C15H22O5，A正
确；青蒿素与氢气发生加成反应生成双氢青蒿素，属于还原反
应，B正确；由结构简式可知青蒿素分子中含有过氧键、酯基
和醚键，C正确；由结构可知，双氢青蒿素含有3个六元环和2
个七元环，D错误。
教学效果·勤检测
2
强化技能 查缺补漏
1. 南京理工大学团队成功合成了能在室温稳定存在的五氮阴离子盐
（N5）6（H3O）3（NH4）4Cl，经X射线衍射测得晶体结构，其局
部结构如图所示（其中 的空间结构是平面五元环）。下列说法
正确的是（ ）
A. 所有N原子的价电子层均有孤电子对
C. 两种阳离子是等电子体
D. 阴、阳离子之间只存在离子键
解析： N 中N原子形成4个σ键，没有孤电子对，A错误；
中氮氮原子间除形成σ键外，还形成一个大π键，氮氮键的键
能： ＞H2N—NH2，B正确；H3O＋、N 原子数不同，不是等
电子体，C错误；由题图可知，除阴、阳离子间形成离子键外，
H3O＋中H原子与 中N原子、N 中H原子与 中N原子形成
氢键，D错误。
2. 我国药学家屠呦呦因发现植物黄花蒿叶中含有抗疟疾的物质——青
蒿素而荣获2015年诺贝尔生理学或医学奖。科学家对青蒿素的结构
进行进一步改良，合成了药效更佳的双氢青蒿素、蒿甲醚。
下列说法错误的是（ ）
A. 利用黄花蒿叶研究青蒿素结构的基本步骤为分离、提纯→元素分
析确定实验式→测定相对分子质量确定分子式→波谱分析确定结
构式
B. ①、②的反应类型分别为还原反应、取代反应
C. 双氢青蒿素在水中的溶解度大于青蒿素
D. 可用质谱法确定分子中含有何种官能团的信息
解析： 研究有机物一般经过：分离、提纯，然后根据元素定量
分析确定实验式，再测定相对分子质量确定分子式，最后通过波谱
分析确定结构式，A正确；①反应中C O键生成C—O键，为还
原反应，②反应中醇羟基变为醚键，为取代反应，B正确；双氢青
蒿素含有羟基，可形成氢键，在水中的溶解度较大，C正确； 质谱
法是一种测量质荷比的分析方法，可以确定有机物的相对分子质
量，红外光谱可以确定有机物结构中存在的基团，D错误。
3. 现代仪器分析技术能够帮助人们对物质的微观结构做出科学的判
断，下列说法正确的是（ ）
A. X射线衍射技术可以区分晶体和非晶体
B. 红外光谱可以判断有机物的相对分子质量
C. CH3CH2OH的核磁共振氢谱吸收峰有2种
D. 质谱仪可以直接测定有机物分子的结构
解析： 晶体对X射线发生衍射，非晶体不会对X射线发生衍
射，所以能用X射线衍射技术区分晶体和非晶体，A正确；红外光
谱判断有机物中的官能团，不能用红外光谱判断有机物的相对分子
质量，B错误；CH3CH2OH中含有三种环境的氢原子，所以其核磁
共振氢谱吸收峰有3种，C错误；质谱仪可以测定物质分子或分子
碎片的质量，所以能用质谱仪判断有机物的相对分子质量，但是不
能测定有机物分子的结构，D错误。
4. 铁（Fe）、钴（Co）、镍（Ni）、钛（Ti）及其化合物在生产生活
中应用广泛。
（1）基态Ni原子的价电子排布式为 。
解析： 镍为28号元素，原子核外有28个电子，其核外电
子排布为[Ar]3d84s2或1s22s22p63s23p63d84s2，价电子排布式为
3d84s2。
3d84s2
（2）铁系元素能与CO形成Fe（CO）5、Ni（CO）4等金属羰基化
合物。已知室温时Fe（CO）5为浅黄色液体，沸点为103 ℃，
则Fe（CO）5中含有的化学键类型包括 （填字
母）。
A. 极性共价键 B. 离子键
C. 配位键 D. 金属键
解析： Fe（CO）5沸点较低，为分子晶体，不存在离子
键、金属键，Fe原子与CO分子之间为配位键，CO分子内含
有极性共价键，选A、C。
AC
（3）以甲醇为溶剂，Co2＋可与色胺酮分子配位结合形成对DNA具
有切割作用的色胺酮钴配合物（合成过程如图所示）。色胺
酮分子中所含部分元素（C、N、O）第一电离能由大到小的
顺序为 ，色胺酮分子中所有N原子的杂化类型
有 ，色胺酮钴配合物中钴的配位数为 ，X射
线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个CH3OH分
子，CH3OH是通过 作用与色胺酮钴配合物相结合。
N＞O＞C
sp2、sp3
4
氢键
解析： 同一周期主族元素自左至右第一电离能呈增大趋
势，但N原子2p能级轨道半满，更稳定，第一电离能高于O，
所以三种元素第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C；根据
色胺酮中N原子的成键方式可知，成双键的N原子为sp2杂
化，成单键的为sp3杂化；根据色胺酮钴配合物的结构简式可
知，Co与2个O原子、2个N原子配位，配位数为4；分析甲醇
性质可知，甲醇通过氢键与色胺酮钴配合物相结合。
（4）已知：r（Fe2＋）为61 pm、r（Co2＋）为65 pm。在隔绝空气
条件下分别加热FeCO3和CoCO3，实验测得FeCO3的分解温度
低于CoCO3，原因是
。
解析： 由题意可知，Fe2＋的半径小于Co2＋，FeO晶格能
大于CoO，Fe2＋更容易结合氧离子，FeCO3受热分解需要外
界能量更少，FeCO3比CoCO3易分解，则 FeCO3 分解温度低
于CoCO3。
Fe2＋更容易结合碳酸根离子中的氧离
子或Fe2＋的半径小于Co2＋，FeO晶格能大于CoO，则FeCO3分
解温度低于CoCO3
3 ×1010
解析： 据题图可知晶胞中Ti原子与N原子的最近距离为
棱长的一半，根据“切割法”，晶胞中白球个数为8× ＋
6× ＝4，黑球个数为12× ＋1＝4，则晶胞质量为m＝
g＝ g，晶胞体积V＝ ＝ ＝ cm3，晶
胞棱长为3 ＝3 cm＝3 ×1010 pm，则晶胞
中Ti原子与N原子的最近距离为 ×3 ×1010 pm＝3
×1010 pm。
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THE END
