1 . MAX相是-大类具有层状结构的金属碳化物或氮化物的总称，其中M为Ti、V、Nb等前过渡金属，X为碳或氮，A为Al、Sn、Ge、Sb等p区元素。MAX的结构中，M原子形成理想的密置层，M层之间采取密堆积(可连续分布)与简单六方堆积(通常以单层呈现)按一定方式有序堆叠形成三维结构。结构中，X填充在M层密堆积形成的所有八面体空隙中，A则有序占据M层简单六方堆积所形成空隙的一半，将其中的A元素选择性除去，可以分离得到二维的层状结构，称为MXene．MXene层中，最外层M可进一步与卤素、羟基等-1价端基T按1：1结合，形成端基T功能化的MXene(T-MXene)。因此，MXene的组成和结构多样且可调控，是当前二维材料的研究热点。
(1)若MAX相中，M和A的原子数比为n，写出MAX相(O)、二维MXene层(P)和T-MXene(Q)的组成通式。Q中T为-1价端基_____。
(2)某碳化物MAX相TI_AI，C结构属六方晶系，Ti层的排列方式为ABCCBAABCCBA。
①写出Ti_xAl_yC_z晶胞的组成_____。
②已知Ti_xAl_yC_z晶胞参数a=0.306nm，c=1.856nm。将M层密堆积形成的八面体近似为正八面体，计算简单六方排布相邻层的间距d(单位：m)_____。
③Ti_xAl_yC_z结构中，碳原子处在Ti密堆积形成的八面体中心。若将晶胞原点选在处于堆积中B层的Ti上，此时所有的Al恰好均处在c轴上。写出晶胞中所有碳原子的坐标参数_____。
④将Ti_xAl_yC_z在HF溶液中超声处理，可选择性去除其中的Al层，得到二维结构的MXene片层Ti_xC_x(反应1)，Ti_xC_x进一步步与F-反应，形成F-MXene(反应2)。写出反应1和2的化学方程式_____。
⑤T-MXene的性质与端基T密切相关。利用熔融ZnCl₂与Ti_xAl_yC_z在550°C反应5h，可以得到Cl为端基的CI-MXene(反应3)。将Cl-MXene在CsCI-KCl-LiCl混合熔盐与Li₂Se反应18h，可以得到端基为Se的Se-MXene(反应4)。写出反应3和4的化学方程式_____。
⑥对于6-2-4中用HF水溶液处理得到的F-MXene，能否发生与6-2-5中反应4类似的反应？简述原因_____。
生命体中，各种物质的结构和功能都与基础化学密切相关。磷脂和蛋白质就是其中的重要代表。

2 . 镓的化合物
(1)半导体工业中通过刻蚀制造微纳结构，GaN是重要的半导体材料，通常采用含氯气体在放电条件下进行刻蚀。写出利用Ar-Cl₂混合气体放电刻蚀GaN的化学方程式_____。
(2)金属镓熔点很低但沸点很高其中存在二聚体Ga．1990年，科学家将液态Ga和l₂在甲苯中超声处理，得到了组成为Gal的物质。该物质中含有多种不同氧化态的Ga，具有两种可能的结构，分子式分别为Ga₄I₄(A)和Ga₆I₆(B)，二者对应的阴离子分别为C和D，两种阴离子均由Ga和I构成且其中所有原子的价层均满足8电子。写出示出A和B组成特点的结构笱式并标出Ga的氧化态_____，画出C和D的结构_____。
   
(3)GaI常用于合成低价Ga的化合物。将GaI与Ar’Li(Ar’基如图所示，解答中直接采用简写Ar’)在-78℃的甲苯溶液中反应，得到晶体E，E中含有2个Ga原子：E在乙醚溶液中与金属钠反应得到晶体F，X射线晶体学表明，F中的Ga-Ga键长比E中短0.028nm。关于F中Ga-Ga的键级历史上曾有过争议，其中一种观点认为，F中的Ca价层满足8电子。基于该观点，画出E和F的结构式_____。

3 . 在生命体系中，铜元素也发挥着至关重要的作用。其中，双核铜物种存在于细胞色素c和N₂O还原酶中。在模拟生命体系进行双核铜物种的研究中，合成得到了如图5.1所示的大环配合物A，A中铜的价态可以发生变化，对应地，整个配合物显示不同的电荷数(n=0，1，2)，记作或，其中，L代表大环配体，后一表示中分别标识出两个Cu的价态x和y，x和y可取Ⅰ或Ⅱ。A的某些形式可以与气体如CO进一步发生配合作用。A及其可能羰基衍生物可以发生电子内转移、彼此作用，也可以与其他物种之间进行氧化还原反应。

在DMF溶液中，对相关物种的电化学研究得到如下数据：

电极反应	电极电势E注	电极反应	电极电势E
1)	-0.518V	3)	-0.380V
2)	-0.908V	4)	-0.876V

注：电极电势E可近似当作标准电极电势使用。
(1)分别写出n=0，1时A的表达式及其中金属离子的价层电子组态(用表示)，并预测其磁性(顺磁或抗磁)。实验测得，n=2时A的磁矩为，简述原因___________。
(2)通过计算，确定25℃下反应平衡常数=___________。
(3)通过计算，确定反应的结合常数=___________。
(4)可以形成和，但和CO不络合，简述原因___________。(提示：需要考虑金属离子的价态、配位特性、配体的特点等)。

5 . 第三代半导体材料氮化镓(GaN)有多种制备方法：
方法Ⅰ：
方法Ⅱ：
方法Ⅲ：
(1)基态的核外电子排布式为___________。
(2)氨气、甲烷中心原子的杂化方式是___________，分子构型分别为___________、___________。氨气熔沸点高于甲烷，是因为固体、液态氨气分子中存在氢键。在固体氨中每个氨气分子与6个氨气形成氢键，请画出其氢键___________。
(3)方法Ⅰ比方法Ⅱ温度高的主要原因是(从结构上解释)___________。
(4)方法Ⅲ中，通电氮气流中存在N、、活化粒子，常温下就能与液体镓反应(如图所示)。、电子式分别为___________、___________，1mol完全反应得到___________mol。
   
(5)对高温GaN熔液慢速降温，至2950K时形成结晶。科学家展示了从中截取厚度为1.5个原子厚度的微观结构截面图(如下所示)：
   
区域1、区域2分别为氮化镓___________、___________(填“结构A”或“结构B”)的结构。

6 . 硼元素在1808年被发现，硼元素的化合物以硼酸和硼砂最为著名。
(1)写出基态硼原子的价电子排布式_______；指出的空间结构_______。
(2)硼酸晶体具有层状结构，每一层的平面层状结构如图所示，判断硼酸晶体中，B原子的杂化类型_____________，平面层内所含有的作用力类型_____________。

(3)硼砂晶体在溶液中存在四硼酸根离子，结构如图所示，可看成由和缩合而成。在硼的总浓度的硼酸及其盐的水溶液中还存在类似结构的电荷为的五硼酸根离子以及电荷为的三硼酸根离子，结构中硼原子均以的方式连接成六元环，写出这两种硼酸根离子的化学式______________、______________。

(4)“白石墨”具有类似石墨的层状结构，在和的压力下，“白石墨”可转化为具有闪锌矿型的立方晶体，晶胞结构如图所示。已知晶胞参数，计算晶体中硼氮原子间的最短距离______________，列出密度的计算式______________。