氮可以形成多种离子,如\(\rm{N_{3}^{-}}\)、\(\rm{NH_{2}^{-}}\)、\(\rm{NH_{2}}\)、\(\rm{N_{3}}\)、\(\rm{NH_{4}^{+}}\)、\(\rm{N_{2}H_{5}^{+}}\)、\(\rm{N_{2}H_{6}^{2+}}\)等。
\(\rm{(1) 1998}\)年美国化学家合成并表征了一种含有\(\rm{N_{5}^{n+}}\)的盐类,该阳离子可看做是\(\rm{200}\)多年来第三次以可分离量获得的全氮物种。第一次是在\(\rm{1772}\)年分离出\(\rm{N_{2}}\),第二次是\(\rm{1890}\)年合成了叠氮酸根\(\rm{N_{3}^{-}}\),第三次就是合成\(\rm{N_{5}^{n+}}\)。
\(\rm{①}\) 写出与\(\rm{N_{3}^{-}}\)互为等电子体的一种常见的分子 。
\(\rm{②}\) 据报道,美国科学家卡尔\(\rm{·}\)克里斯特于\(\rm{1998}\)年\(\rm{11}\)月合成了一种阳离子“\(\rm{N_{5}^{n+}}\)”,其结构是对称的,\(\rm{5}\)个\(\rm{N}\)排成\(\rm{V}\)形。如果\(\rm{5}\)个\(\rm{N}\)结合后都达到\(\rm{8}\)电子结构,且含有\(\rm{2}\)个\(\rm{N}\)三\(\rm{N}\)键。推测\(\rm{n=}\)___ 。
\(\rm{③}\) 请预计科学家即将合成的\(\rm{N_{8}}\)属于 \(\rm{(}\)填“单质”、“共价化合物”或“离子化合物”\(\rm{)}\);请写出其含有的所有化学键的类型: ;预计它在常温下是___ 体\(\rm{(}\)填固、液、气\(\rm{)}\),熔沸点 \(\rm{(}\)填“低”、“较高”或“高”\(\rm{)}\)。
\(\rm{(2)2001}\)年,专家从德国一家化肥厂生产出的硫酸铵中检出一种组成为\(\rm{N_{4}H_{4}(SO_{4})_{2}}\)的物质。经测定,该物质易溶于水,在水溶液中以\(\rm{SO_{4}^{2-}}\)和\(\rm{N_{4}H_{4}^{4+}}\)两种空间构型均为正四面体的离子存在。\(\rm{N_{4}H_{4}^{4+}}\)离子极易被植物的根系吸收,但它遇到碱时,会生成一种形似白磷的\(\rm{N_{4}}\)分子,\(\rm{N_{4}}\)分子不能被植物吸收。已知\(\rm{SO_{4}^{2-}}\)的结构式为 \(\rm{:}\) ,\(\rm{NH_{4}^{+}}\)的结构式为 \(\rm{:}\) 它们均是以\(\rm{S}\)、\(\rm{N}\)原子为中心的正四面体。回答问题:
\(\rm{①}\)预测\(\rm{N_{4}H_{4}^{4+}}\)离子中四个氢原子围成的空间构型为
\(\rm{②N}\)原子与氢原子之间的化学键为 \(\rm{(}\)填“共价键”或“配位键”\(\rm{)}\) ,\(\rm{N}\)氮原子的杂化方式为 。
\(\rm{③}\)科学家用另外的方法合成了一种以分子形式存在的\(\rm{N_{8}}\)分子,其晶胞为立方结构,分子中只有一种键长和键角,试画出其空间结构 。