Question

[化學(xué)—選修物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)]（15分）
下表為部分短周期元素的性質(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(hào)	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(jiǎn)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(qǐng)結(jié)合表中信息完成下列各小題（答題時(shí)用所對(duì)應(yīng)的元素符號(hào)）
A：（1）寫(xiě)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)開(kāi)_____________
（3）用電離方程式表示C的最簡(jiǎn)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_(kāi)_____________分子中C的原子的雜化類(lèi)型是______________；若無(wú)配位鍵則ABCD的結(jié)構(gòu)式為_(kāi)__________分子中D原子的雜化類(lèi)型為_(kāi)_____________。
（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_(kāi)_______，分子中C原子的雜化類(lèi)型是______________。
（6）在ABCD的三種可能結(jié)構(gòu)中B原子的雜化類(lèi)型__________（填“相同”或“不相同”）

Answer 1

（1）（2分）        （2）N>O>C>H (2分)
（3）NH₃·H₂ONH₄⁺+OH^- （2分）
（4）H—C   N   H—C   N→O    SP      H—O—C   N    SP³  （5分）
（5） H—N=C=O   SP²  （3分） （6）相同（1分）

根據(jù)元素的結(jié)構(gòu)及有關(guān)性質(zhì)可知，A是H，B是C，C是N，D是O。
根據(jù)構(gòu)造原理可知，氮原子的基態(tài)電子排布圖為
（2）非金屬性越強(qiáng)，第一電離能越大，由于氮原子的2p軌道電子處于半充滿(mǎn)狀態(tài)，所以氮原子的第一電離能大于氧原子的，即N>O>C>H。
（3）氨氣溶于水生成一水合氨，一水合氨是弱電解質(zhì)電離出OH^－，所以溶液顯堿性，方程式為
NH₃·H₂ONH₄⁺+OH^- 。
（4）ABC的化學(xué)式為HCN，其結(jié)構(gòu)式為。由于分子中氮原子還有1對(duì)孤對(duì)電子，所以能和氧原子形成配位鍵，即。如果沒(méi)有配位鍵，要滿(mǎn)足穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則氧原子必需分別和氫原子及碳原子形成共價(jià)鍵，即結(jié)構(gòu)式為。該化合物分子中氧原子形成的化學(xué)鍵全部是單鍵，所以氧原子是sp3雜化。
（5）BD₂是CO₂，分子中含有碳氧雙鍵，電子式為。將D原子換成等電子的，則要滿(mǎn)足穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)式就必需是H—N=C=O，由于該化合物分子氮原子形成1個(gè)單鍵和 1個(gè)雙鍵，所以是sp2雜化。
（6）在這三種結(jié)構(gòu)中，碳原子都是sp雜化。