Question

【題目】C、O、N、C1是重要的非金屬元素，它們的單質和化合物有重要應用。回答下列問題：

(1)C、O、N、C1四種元素中基態原子未成對電子數最多的是_______，C、O、C1原子得到電子時放出熱量，而N原子得到電子卻吸收熱量的原因是_________。

(2)NO3-的空間構型為__________；H2O分子中H—O鍵鍵角小于NH3分子中N—H鍵鍵角的原因是__________________。

(3)CO可形成多種配位化合物，CO的結構是為_______，與CO互為等電子體且帶1個單位負電荷的陰離子化學式為____________________。

(4)C元素的單質石墨烯的結構可以看作是單層的石墨，其中碳原子的雜化方式為______________；C60的晶體結構類似于干冰，則每個C60晶胞的質量為_______g(用含NA的式子表示)。

(5)NaC1晶體的結構如右圖所示。已知：NaC1晶體的密度為a g·cm-3，則NaC1晶體中最近兩個Na+的距離的數學表達式為_______cm(用含a、NA的式子表示)。

Answer 1

【答案】 N N的核外電子排布為1s22s22p3，2p軌道半充滿，比較穩定；如果得到電子，破壞穩定狀態，需要吸收能量。 平面三角形 H2O中O有兩對孤對電子，NH3中N只有一對孤對電子，H2O中孤對電子對成鍵電子的排斥力更大，因而鍵角變得更小。 C≡O CN- sp2

【解析】（1）N元素基態原子核外電子排布式為1s22s22p3，2p 軌道為半充滿，比較穩定，3個電子在三個軌道中排布，故未成對電子數為3個；C、O、C1的未成對電子數分別為0、0、1，故未成對電子數最多的是N；N的核外電子排布為1s22s22p3，2p軌道半充滿，比較穩定；如果得到電子，破壞穩定狀態，需要吸收能量，故C、O、C1原子得到電子時放出熱量，而N原子得到電子卻吸收熱量；（2）N原子形成3個δ鍵，孤對電子數＝＝0，所以中心原子為sp2雜化，立體構型為平面三角形；H2O中O有兩對孤對電子，NH3中N只有一對孤對電子，H2O中孤對電子對成鍵電子的排斥力更大，因而鍵角變得更小，故H2O分子中H—O鍵鍵角小于NH3分子中N—H鍵鍵角；（3）CO分子的結構和N2相似,是三鍵結構：C≡O；等電子體指價電子數和原子數（氫等輕原子不計在內）相同的分子、離子或基團。與CO互為等電子體且帶1個單位負電荷的陰離子化學式為CN-；石墨烯的結構可以看作是單層的石墨，其中碳原子以sp雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜；C60晶體為面心立方排布，所以每個C60晶胞有4個分子（面心3個，頂點1個），所以一個C60晶胞==；（5）食鹽的晶體結構為：該晶胞中氯離子數目為：1+×12=4,鈉離子數目為： ×8+×6=4，設該晶胞的邊長為x,則距離最近的鈉離子距離為,根據該晶胞的體積和質量計算得：ax3=×4 整理得:x3=，x=，即距離最近的鈉離子距離為。