Question

[化學(xué)-選修物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)]
下表為部分短周期非金屬元素的性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)，已知A-D的原子序數(shù)依次增大．

元素編號	元素性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)
A	A原子所處的周期數(shù)、族序數(shù)、原子序數(shù)均相等
B	核外電子有6種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
C	最簡單氫化物的水溶液呈堿性
D	基態(tài)原子的S軌道電子數(shù)等于P軌道電子數(shù)

請結(jié)合表中信息完成下列各小題（答題時(shí)用所對應(yīng)的元素符號）
A：（1）寫出C原子的電子排布圖

 

   （2）A、B、C、D的第一電離能由大到小的順序?yàn)?!--BA-->

 

（3）用電離方程式表示C的最簡單氫化物的水溶液呈堿性的原因

 

B：按照共價(jià)鍵理論，分子中每個(gè)原子的最外電子層電子數(shù)均已飽和．已知ABCD分子可能有三種不同結(jié)構(gòu)，它們的結(jié)構(gòu)可以從其他物質(zhì)的結(jié)構(gòu)中獲得啟發(fā)．
（4）ABC的結(jié)構(gòu)式是

 

．向其中插入一個(gè)D原子，若形成配位鍵（用→表示）則ABCD的結(jié)構(gòu)式為

 

分子中C的原子的雜化類型是

 

；若無配位鍵則ABCD的結(jié)構(gòu)式為

 

分子中D原子的雜化類型為

 

．
（5）BD₂的電子式是

 

將D原子換成等電子的所得ABCD的結(jié)構(gòu)式為

 

，分子中C原子的雜化類型是

 

．
（6）在ABCD的三種可能結(jié)構(gòu)中B原子的雜化類型

 

（填“相同”或“不相同”）

Answer 1

分析：短周期非金屬元素的性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)，且A-D的原子序數(shù)依次增大．A原子所處的周期數(shù)、族序數(shù)、原子序數(shù)均相等，則A為氫元素；B核外電子有6種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即核外電子數(shù)為6，則B為碳元素；C最簡單氫化物的水溶液呈堿性，則C為氮元素；D基態(tài)原子的S軌道電子數(shù)等于P軌道電子數(shù)，則其核外電子排布式為1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²，為非金屬性元素，則其核外電子排布式為1s²2s²2p⁴，則D為氧元素，據(jù)此解答．

解答：解：短周期非金屬元素的性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)，且A-D的原子序數(shù)依次增大．A原子所處的周期數(shù)、族序數(shù)、原子序數(shù)均相等，則A為氫元素；B核外電子有6種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即核外電子數(shù)為6，則B為碳元素；C最簡單氫化物的水溶液呈堿性，則C為氮元素；D基態(tài)原子的S軌道電子數(shù)等于P軌道電子數(shù)，則其核外電子排布式為1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²，為非金屬性元素，則其核外電子排布式為1s²2s²2p⁴，則D為氧元素，
（1）C為氮元素，原子核外有7個(gè)電子，原子的電子排布圖為，
故答案為：；
（2）同周期自左而右第一電離能呈增大趨勢，但N元素氧原子2p能級容納3個(gè)電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，非金屬性越強(qiáng)第一電離能越大，故第一電離能N＞O＞C＞H，
故答案為：N＞O＞C＞H；
（3）C的最簡單氫化物為NH₃，其水溶液中NH₃?H₂O發(fā)生電離NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-，使溶液呈堿性，
故答案為：NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-；
（4）HCN分子中C原子與N原子之間形成3對共用電子對，C原子與H原子之間形成1對共用電子對，故HCN的結(jié)構(gòu)式是為H-C≡N，向其中插入一個(gè)O原子，若形成配位鍵，N原子通過孤對電子、O原子通過空軌道形成配位鍵，則HCNO的結(jié)構(gòu)式為H-C≡N→O，分子中N原子成1個(gè)σ鍵、含1對孤對電子，N原子采取sp雜化；若無配位鍵則HCNO中，O原子應(yīng)在H-C≡N中H-C鍵之間插入，其結(jié)構(gòu)式為H-O-C≡N，分子中O原子成2個(gè)σ鍵、含2對孤對電子，O原子采取sp³雜化，
故答案為：H-C≡N；H-C≡N→O；sp；H-O-C≡N；sp³；
（5）CO₂的電子式是，將D原子換成等電子的，根據(jù)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)可知，N與C之間形成2對共用電子對，故所得ABCD的結(jié)構(gòu)式為 H-N=C=O，分子中N原子成2個(gè)σ鍵、含1對孤對電子，N原子采取sp²雜化，
故答案為：；H-N=C=O；sp²；
（6）在ABCD的三種可能結(jié)構(gòu)中C原子都成2個(gè)σ鍵、不含孤對電子，C原子均采取sp雜化，
故答案為：相同．

點(diǎn)評：本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，涉及核外電子排布規(guī)律、電離能、常用化學(xué)用語、雜化理論等，難度中等，注意根據(jù)σ鍵、孤對電子判斷雜化方式（或計(jì)算價(jià)層電子對數(shù)判斷雜化方式）．