Question

2015年10月，我国著名药学家屠呦呦因发现治疗疟疾新型药物青蒿素和双氢靑蒿素而获得2015年诺贝尔生理学或医学奖，成为首位获得诺贝尔科学奖的华人女科学家，震惊世界，感动中国。青蒿素(C₁₅H₂₂O₅)的结构如图甲所示。请回答下列问题：

(1)组成靑蒿素的三种元素电负性由大到小的顺序是_________；在基态O原子中，核外存在________对自旋方向相反的电子。

(2)下列关于青蒿素的说法正确的是_______(填序号)。

a.青蒿素中既存在极性键又存在非极性键

b.在青蒿素分子中，所有碳原子均处于同一平面

c.图中数字标识的五个碳原子均只以σ键与其他原子成键

(3)在确定青蒿素结构的过程中，可采用硼氢化钠（NaBH₄）作为还原剂，其制备方法为4NaH+ B(OCH₃)₃NaBH₄+3CH₃ONa。

①NaH为______晶体，图乙是NaH晶胞结构，则NaH晶体的配位数是______；若晶胞棱长为a，则Na原子间最小核间距为_______。

②B(OCH₃)₃中B采用的杂化类型是__________。写出一种与B(OCH₃)₃具有相同空间构型的分子或离子：______________________。

③NaBH₄结构如图丙所示，结构中存在的作用力有__________。NaBH₄是有机化学中的一种常用还原剂，其在热水中水解生成偏硼酸钠和氢气，该反应的化学方程式为______________。   

(4)硼(B)及其化合物在化学中有重要的地位。科学家发现硼化镁在39k时呈超导性，在硼化镁晶体的理想模型中，镁原子和硼原子是分层排布的，一层镁一层硼相间排列。图丁是该晶体微观空间中取出的部分原子沿z轴方向的投影，白球是镁原子投影，黑球是硼原子投影，图中的硼原子和镁原子投影在同—平面上。根据图示确定硼化镁的化学式为_______________。

Answer

O>C>H 3 a 离子 6 sp2 SO3（或CO32-） 离子键、配位键、共价键 NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑ MgB2

【解析】（1）本题考查电负性的规律、泡利原理和洪特规则，青蒿素中含有C、H、O三种元素，电负性越大，非金属性越强，即O>C>H；根据泡利原理，每个轨道最多容纳2个电子，且自旋方向相反，洪特规则是电子优先单独占据一个轨道，且自旋方向相同，因此氧元素有3对自旋方向相反的电子；（2）考查化学键的类型、杂化类型，a、根据青蒿素的结构简式，C－H、O－H、C－O之间是极性键，O－O之间是非极性键，故a正确；b、青蒿素中有的碳原子时ap3杂化，因此所有碳原子不共面，故b错误；C、4号碳原子上有π键，故c错误；（3）考查晶胞的计算、空间构型，①NaH是离子化合物，属于离子晶体；离子晶体的配位数为一个离子周围最近的异离子的个数，即配位数为6；Na＋间最近的核间距是面对角线的1/2，即为；②根据化学式B(OCH3)3，B原子与3个氧原子形成σ键，且无孤电子对，因此B的杂化类型为sp2；B(OCH3)3的空间构型为平面三角形，与B(OCH3)3具有相同空间构型为分子或离子是SO3和CO32－；③B原子最外层有3个电子，NaBH4属于离子化合物，含有离子键，B和3个H之间形成共价键，B和H－之间形成配位键；根据题目信息，发生反应的方程式为NaBH4＋2H2O=NaBO2＋4H2↑；（4）考查化学式，根据投影可知，1个B原子与3个Mg原子共用，因此属于一个Mg原子的B原子为1/3，1个Mg原子为6个B原子共用，因此属于1个B原子的Mg原子为1/6，因此B原子和Mg原子个数比为：1/3：1/6=2：1，即化学式为MgB2。