Question

12．有X、Y、Z三種元素．其中X原子的價(jià)電子構(gòu)型為2s²2p²，Y原子的L電子層中有三個(gè)未成對(duì)電子，且無(wú)空軌道，Z的+1價(jià)離子是一個(gè)質(zhì)子．
試回答下列問(wèn)題：
（1）ZXY分子中的三個(gè)原子除Z原子外均為8電子構(gòu)型，寫(xiě)出該分子的結(jié)構(gòu)式H-C≡N，根據(jù)電子云重疊方式的不同，分子里共價(jià)鍵的類型有σ鍵、π鍵．
（2）常溫下，YZ₃呈氣態(tài)，但易被液化，且極易溶于水，其原因是氨氣分子間易形成氫鍵，氫鍵的存在導(dǎo)致其沸點(diǎn)較高、易液化；NH₃和H₂O都是極性分子，且二者能形成氫鍵，NH₃又能與H₂O發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使得NH₃極易溶于水．
（3）液態(tài)的YZ₃是一種重要的溶劑，其性質(zhì)與H₂O相似，可以與活潑金屬反應(yīng)，寫(xiě)出Na與液態(tài)YZ₃反應(yīng)的化學(xué)方程式2Na+2NH₃═2NaNH₂+H₂↑．
（4）指出YZ₃分子中Y原子的雜化類型sp³雜化．

Answer 1

分析 X原子的價(jià)電子構(gòu)型為2s²2p²，則X是C元素，Y原子的L電子層中有三個(gè)未成對(duì)電子，且無(wú)空軌道，可推知Y是N元素；Z的+1價(jià)離子是一個(gè)質(zhì)子，則Z原子核外只有一個(gè)電子，所以Z為H元素．
（1）分子ZXY為HCN，其結(jié)構(gòu)式為H-C≡N，共價(jià)單鍵為σ鍵，共價(jià)三鍵中含有一個(gè)σ鍵2個(gè)π鍵；
（2）分子YZ₃為NH₃，氨氣分子之間存在氫鍵，沸點(diǎn)高易液化，根據(jù)相似相溶原理知，極性分子的溶質(zhì)易溶于極性分子的溶劑，氨氣和水分子之間易形成氫鍵，氫鍵的存在能增大氨氣的溶解度；
（3）分子YZ₃為NH₃，根據(jù)2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑可類推出鈉和液氨的反應(yīng)；
（4）NH₃中N原子形成3個(gè)N-H鍵，含有1對(duì)孤電子對(duì)，雜化軌道數(shù)目為4．

解答 解：X原子的價(jià)電子構(gòu)型為2s²2p²，則X是C元素，Y原子的L電子層中有三個(gè)未成對(duì)電子，且無(wú)空軌道，可推知Y是N元素；Z的+1價(jià)離子是一個(gè)質(zhì)子，則Z原子核外只有一個(gè)電子，所以Z為H元素．
（1）分子ZXY為HCN，HCN分子中的三個(gè)原子除Z原子外均為8電子構(gòu)型，說(shuō)明C原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，N原子形成3個(gè)共價(jià)鍵，所以其結(jié)構(gòu)式為H-C≡N，共價(jià)單鍵為σ鍵，共價(jià)三鍵中含有一個(gè)σ鍵2個(gè)π鍵，則該分子中含有的共價(jià)鍵有σ鍵和π鍵，
故答案為：H-C≡N；σ鍵、π鍵；
（2）分子YZ₃為NH₃，氨氣分子間易形成氫鍵，氫鍵的存在導(dǎo)致其沸點(diǎn)較高、易液化；
NH₃和H₂O都是極性分子，根據(jù)相似相溶原理知，氨氣易溶于水，且二者能形成氫鍵，NH₃又能與H₂O發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成一水合氨，所以使得NH₃極易溶于水，
故答案為：氨氣分子間易形成氫鍵，氫鍵的存在導(dǎo)致其沸點(diǎn)較高、易液化；NH₃和H₂O都是極性分子，且二者能形成氫鍵，NH₃又能與H₂O發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使得NH₃極易溶于水；
（3）分子YZ₃為NH₃，氨氣的性質(zhì)和水的性質(zhì)相似，由2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑可類推出：2Na+2NH₃═2NaNH₂+H₂↑，
故答案為：2Na+2NH₃═2NaNH₂+H₂↑；
（4）NH₃中N原子形成3個(gè)N-H鍵，含有1對(duì)孤電子對(duì)，雜化軌道數(shù)目為4，其雜化方式為sp³雜化，
故答案為：sp³雜化．

點(diǎn)評(píng) 本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系應(yīng)用，涉及分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)等知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)考查學(xué)生知識(shí)遷移能力，會(huì)利用知識(shí)遷移的方法分析鈉和液氨的反應(yīng)，明確氫鍵對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)的影響，難度中等．