Question

[化學選修-物質結構與性質]
已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它們的原子序數依次增大．其中A、C原子的L層有2個未成對電子．D與E同主族，D的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結構．F³⁺離子M層3d軌道電子為半滿狀態．請根據以上情況，回答下列問題：（答題時，用所對應的元素符號表示）
（1）A、B、C的第一電離能由小到大的順序為

C＜O＜N

．
（2）A最簡單的氫化物的分子空間構型是

正四面體

，其中心原子采取

sp³

雜化，屬于

非極性分子

（填“極性分子”和“非極性分子”）．
（3）F和M（質子數為25）兩元素的部分電離能數據列于下表：

元    素		M	F
電離能 （kJ?mol-1）	I1	717	759
	I2	1509	1561
	I3	3248	2957

比較兩元素的I₂、I₃可知，氣態M²⁺再失去一個電子比氣態F²⁺再失去一個電子難．對此，你的解釋是

Mn²⁺的3d軌道電子排布為半滿狀態較穩定

；
（4）晶體熔點：DC

＞

EC（填“＜、=、＞”），原因是

MgO與CaO都為離子晶體，Mg²⁺半徑小于Ca²⁺，則MgO的晶格能大于CaO，所以熔點高

．
（5）H₂S和C元素的氫化物（分子式為H₂C₂）的主要物理性質比較如下：

	熔點/K	沸點/K	標準狀況時在水中的溶解度
H2S	187	202	2.6
H2C2	272	423	以任意比互溶

H₂S和H₂C₂的相對分子質量基本相同，造成上述物理性質差異的主要原因

H₂O₂分子間存在氫鍵，與水分子可形成氫鍵

？

Answer 1

分析：A、C原子的L層有2個未成對電子，應位于周期表第二周期，則L層電子排布分別為2s²2p²或2s²2p⁴，則A為C，C為O，結合原子序數可知B為N元素，D與E同主族，D的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結構，則D為Mg，E應為Ca，F³⁺離子M層3d軌道電子為半滿狀態，則F為Fe，原子序數為26，結合元素周期律的遞變規律以及元素對應單質、化合物的性質解答該題．

解答：解：A、C原子的L層有2個未成對電子，應位于周期表第二周期，則L層電子排布分別為2s²2p²或2s²2p⁴，則A為C，C為O，結合原子序數可知B為N元素，D與E同主族，D的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結構，則D為Mg，E應為Ca，F³⁺離子M層3d軌道電子為半滿狀態，則F為Fe，則
（1）A、B、C分別為C、N、O元素，同周期元素從左到右第一電離能呈增大趨勢，由于N的2p軌道為半充滿狀態，性質比較穩定，第一電離能大于O，則有C＜O＜N，
故答案為：C＜O＜N；
（2）A最簡單的氫化物為CH₄，為正四面體結構，C與H形成4個δ鍵，分子中正負電荷重心重疊，為非極性分子，
故答案為：正四面體；sp³；非極性分子；
（3）質子數為25的元素為Mn，由于Mn²⁺的3d軌道電子排布為半滿狀態較穩定，難以失去電子，
故答案為：Mn²⁺的3d軌道電子排布為半滿狀態較穩定；
（4）結構相似的離子晶體中，離子半徑越小，晶體的晶格能越大，晶體的熔點越高，因Mg²⁺半徑小于Ca²⁺，則MgO的晶格能大于CaO，所以熔點高，
故答案為：＞；MgO與CaO都為離子晶體，Mg²⁺半徑小于Ca²⁺，則MgO的晶格能大于CaO，所以熔點高；
（5）C為O．非金屬性較強，對應的氫化物能形成氫鍵，且與水分子之間也可以形成氫鍵，所以H₂O₂的沸點比H₂S高，
故答案為：H₂O₂分子間存在氫鍵，與水分子可形成氫鍵．

點評：本題考查較為綜合，涉及物質結構與性質的多個方面的知識，解答本題時，注意原子核外電子的排布特點，把握物質的結構、晶體類型與性質之間的關系．