Question

2．化學(xué)中的某些元素與生命活動(dòng)密不可分．請(qǐng)回答下列問題：
（1）（NH₄）₂CO₃是一種重要的化學(xué)肥料，其中N、C原子的雜化方式分別是sp³雜化、sp²雜化，CO₃^2-的空間構(gòu)型為平面三角形．
（2）鈣是兒童生長不可缺少的元素，基態(tài)鈣原子中，電子沒有全充滿的能層是M能層和N能層．
（3）蛋白質(zhì)中含有N、P等元素，它們的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱關(guān)系是HNO₃＞H₃PO₄（用化學(xué)式表示，下同），兩種元素的簡單氣態(tài)氫化物中沸點(diǎn)更高的是NH₃ ，原因是分子間易形成氫鍵．
（4）碘是人體必需的營養(yǎng)元素，長期缺碘可導(dǎo)致碘缺乏癥．加碘食鹽中含有氯化鈉和碘酸鉀，人體中需要的碘就是碘酸鉀提供的．請(qǐng)寫出碘原子的外圍電子排布圖．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定N、C原子的雜化方式及CO₃^2-的空間構(gòu)型，價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)，σ鍵個(gè)數(shù)=配原子個(gè)數(shù)；
（2）Ca原子的M能層有8個(gè)電子和N能層有2個(gè)電子；
（3）比較兩種元素的非金屬性強(qiáng)弱，可根據(jù)單質(zhì)之間的置換反應(yīng)、與氫氣反應(yīng)的難易程度、氫化物的穩(wěn)定性以及最高正價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物酸性強(qiáng)弱等角度，元素的非金屬性越強(qiáng)，則對(duì)應(yīng)的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)；同一主族元素氫化物中，氫化物的沸點(diǎn)隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但含有氫鍵的氫化物熔沸點(diǎn)最高；
（4）碘是53號(hào)元素，其原子核外有53個(gè)電子，5S、5P電子為其價(jià)電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其價(jià)電子排布圖．

解答 解：（1）（NH₄）₂CO₃中銨根離子中N原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4，不含孤電子對(duì)，所以N原子雜化方式是sp³雜化，CO₃^2-中σ鍵個(gè)數(shù)=配原子個(gè)數(shù)=3，孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=$\frac{1}{2}$（4+2-3×2）=0，碳原子的價(jià)層電子數(shù)=3+$\frac{1}{2}$（4+2-3×2）=3，不含孤電子對(duì)，所以C采取sp²雜化，軌道構(gòu)型為平面正三角形，空間構(gòu)型為平面正三角形；
故答案為：sp³雜化；sp²雜化；平面正三角形；
（2）Ca原子的M能層有8個(gè)電子和N能層有2個(gè)電子，M層排滿應(yīng)該是18個(gè)電子，N層排滿應(yīng)該是32個(gè)電子，所以沒有排滿的電子層為M能層和N能層；
故答案為：M能層和N能層；
（3）N、P位于相同主族，非金屬性N＞P，元素的非金屬性越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的最高高價(jià)氧化物的水化物的酸性越強(qiáng)，則酸性HNO₃＞H₃PO₄，同一主族元素氫化物中，氫化物的沸點(diǎn)隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但含有氫鍵的氫化物熔沸點(diǎn)最高，同一周期元素氫化物中，含有氫鍵的氫化物沸點(diǎn)較高，NH₃ 分子間易形成氫鍵，而pH₃ 分子間不能 形成氫鍵，所以NH₃ 沸點(diǎn)更高，
故答案為：HNO₃＞H₃PO₄；NH₃ ；NH₃ 分子間易形成氫鍵；

 
（4）碘是53號(hào)元素，價(jià)電子排布為5s²5P⁶，價(jià)電子排布圖是，
故答案為：．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，涉及雜化方式、離子的空間構(gòu)型、核外電子排布、等，旨在考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，側(cè)重考查分析能力及知識(shí)應(yīng)用能力，題目難度中等．