Question

[化学--物质结构与性质]
氮元素可以形成多种分子和离子，如NH₃、N₂H₄、N₃^-、NH₄⁺、N₂H₆²⁺等．
回答以下问题：
（1）某元素原子与N₃^-含有相同的电子数，其基态原子的价电子排布式是

 

．
（2）C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是

 

．
（3）肼（N₂H₄）分子可视为NH₃分子中的一个氢原子被一NH₂（氨基）取代形成的另一种氮的氢化物．NH₃分子的空间构型是

 

； N₂H₄分子中氮原子轨道的杂化类型是

 

（4）胼能与硫酸反应生成N₂H₆S0₄．N₂H₆S0₄晶体类型与硫酸铵相同，则N₂H₆S0₄的晶体内不存在

 

（填标号）
a．离子键 b．共价键 c．配位键 d．范德华力
（5）NH₃、N₂H₄、NH₄⁺、N₂H₆²⁺四种微粒中，能形成氢键的有

 

；不能作为配位体的有

 

．

Answer 1

分析：（1）某元素原子与N₃^-含有相同的电子数，则该元素的电子数为22，先写出基态原子的电子排布式，然后写出价电子排布式；
（2）同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第IIA族和第VA族元素的第一电离能大于相邻元素；
（3）根据分子中δ键数目与孤电子对数目判断；
（4）根据硫酸铵晶体中存在的化学键判断；
（5）氢键的形成原因是孤电子对与原子核之间的引力，这就要求另一个条件为原子核要小，所以一般为O，N，F原子，像NH₃有一对孤电子对，N₂H₄有两对孤电子对．所以NH₃，N₂H₄等能形成氢键，而NH₄⁺，N₂H₆²⁺  中孤电子对都与H⁺离子共用，从而也就没有了孤电子对；没有孤电子对不能形成配位体．

解答：解：（1）某元素原子的电子数为22，该元素基态原子的电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，价电子排布式为：3d²4s²，故答案为：3d²4s²；
（2）C、N、O属于同一周期元素且原子序数依次减小，同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但第ⅤA族的大于第ⅥA族的，所以其第一电离能大小顺序是N＞O＞C，
故答案为：N＞O＞C；
（3）NH₃分子中N原子形成3个δ键，且有1个孤电子对，则为三角锥形，由于N₂H₄分子中N原子所形成共价键的数目与NH₃相同，故其原子轨道的杂化类型与NH₃中的N原子一样，也是sp³杂化；
故答案为：三角锥形；sp³杂化；
（4）N₂H₆SO₄和（NH₄）₂SO₄都是离子晶体，N₂H₆ ²⁺和SO₄^2-之间存在离子键，N₂H₆²⁺中N和H之间形成6个共价键（其中2个配位键），N和N之间形成共价键，SO₄^2-中S和O之间形成共价键，不含范德华力，
故选：d；
（5）氢键的形成原因是孤电子对与原子核之间的引力，这就要求另一个条件为原子核要小，所以一般为O，N，F原子，像NH₃有一对孤电子对，N₂H₄有两对孤电子对．所以NH₃，N₂H₄等能形成氢键，而NH₄⁺，N₂H₆²⁺ 中孤电子对都与H⁺离子共用，从而也就没有了孤电子对；不能作为配位体的有NH₄⁺，N₂H₆²⁺，
故答案为：NH₃，N₂H₄；NH₄⁺，N₂H₆²⁺．

点评：本题主要考查了电子排布式、第一电离，分子结构与杂化方式，同时把氢键的来龙去脉和特点进行了彻底考查，是一道难得的好题．