Question

【題目】下表為部分短周期非金屬元素的性質或原子結構，已知A﹣D的原子序數(shù)依次增大。

元素編號	元素性質或原子結構
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種不同運動狀態(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)

請結合表中信息完成下列各小題(答題時用所對應的元素符號)：

(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為________。

(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________。按照共價鍵理論，分子中每個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構，它們的結構可以從其他物質的結構中獲得啟發(fā)。

(4)ABC的結構式是______，向其中插入一個D原子，若形成配位鍵(用→表示)則ABCD的結構式為_______，分子中C的原子的雜化類型是______；若無配位鍵則ABCD的結構式為______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的結構式為_______，分子中C原子的雜化類型是_______。

(6)在ABCD的三種可能結構中B原子的雜化類型________(填“相同”或“不相同”)。

Answer 1

【答案】 N＞O＞C＞H NH3H2ONH4++OH﹣ H﹣C≡N H﹣C≡N→O sp H﹣O﹣C≡N sp3 H﹣N=C=O sp2 相同

【解析】

短周期非金屬元素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種不同運動狀態(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)此分析解答。

根據(jù)上述分析，A為氫元素，B為碳元素，C為氮元素，D為氧元素。

(1)C為氮元素，原子核外有7個電子，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元素的2p容納了3個電子，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，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NH3H2O發(fā)生電離NH3H2ONH4++OH-，使溶液呈堿性，故答案為：NH3H2ONH4++OH-；

(4)ABC的化學式為HCN，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的結構式是為H-C≡N；向其中插入一個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的結構式為H-C≡N→O，分子中N原子成1個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原子應在H-C≡N中H-C鍵之間插入，其結構式為H-O-C≡N，分子中O原子成2個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)BD2為CO2，CO2的電子式是，將D原子換成等電子的，根據(jù)穩(wěn)定結構可知，N與C之間形成2對共用電子對，故所得ABCD的結構式為 H-N=C=O，分子中N原子成2個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的三種可能結構中C原子都成2個σ鍵、不含孤對電子，C原子均采取sp雜化，故答案為：相同。