Question

【题目】下表为部分短周期非金属元素的性质或原子结构，已知A﹣D的原子序数依次增大。

元素编号	元素性质或原子结构
A	A原子所处的周期数、族序数、原子序数均相等
B	核外电子有6种不同运动状态
C	最简单氢化物的水溶液呈碱性
D	基态原子的s轨道电子数等于p轨道电子数

请结合表中信息完成下列各小题(答题时用所对应的元素符号)：

(1)写出C原子的电子排布图________。

(2)A，B，C，D的第一电离能由大到小的顺序为________。

(3)用电离方程式表示C的最简单氢化物的水溶液呈碱性的原因________。按照共价键理论，分子中每个原子的最外电子层电子数均已饱和，已知ABCD分子可能有三种不同结构，它们的结构可以从其他物质的结构中获得启发。

(4)ABC的结构式是______，向其中插入一个D原子，若形成配位键(用→表示)则ABCD的结构式为_______，分子中C的原子的杂化类型是______；若无配位键则ABCD的结构式为______分子中D原子的杂化类型为________。

(5)BD2的电子式是________将D原子换成等电子的 所得ABCD的结构式为_______，分子中C原子的杂化类型是_______。

(6)在ABCD的三种可能结构中B原子的杂化类型________(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】

短周期非金属元素A-D的原子序数依次增大，A原子所处的周期数、族序数、原子序数均相等，则A为氢元素；B核外电子有6种不同运动状态，即核外电子数为6，则B为碳元素；C最简单氢化物的水溶液呈碱性，则C为氮元素；D基态原子的s轨道电子数等于p轨道电子数，则其核外电子排布式为1s22s22p4或1s22s22p63s2，为非金属性元素，则其核外电子排布式为1s22s22p4，则D为氧元素，据此分析解答。

根据上述分析，A为氢元素，B为碳元素，C为氮元素，D为氧元素。

(1)C为氮元素，原子核外有7个电子，原子的电子排布图为，故答案为：；

(2)同周期自左而右第一电离能呈增大趋势，但N元素的2p容纳了3个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能N＞O＞C＞H，故答案为：N＞O＞C＞H；

(3)C的最简单氢化物为NH3，其水溶液中NH3H2O发生电离NH3H2ONH4++OH-，使溶液呈碱性，故答案为：NH3H2ONH4++OH-；

(4)ABC的化学式为HCN，HCN分子中C原子与N原子之间形成3对共用电子对，C原子与H原子之间形成1对共用电子对，故HCN的结构式是为H-C≡N；向其中插入一个O原子，若形成配位键，N原子通过孤对电子、O原子通过空轨道形成配位键，则HCNO的结构式为H-C≡N→O，分子中N原子成1个σ键、含1对孤对电子，N原子采取sp杂化；若无配位键则HCNO中，O原子应在H-C≡N中H-C键之间插入，其结构式为H-O-C≡N，分子中O原子成2个σ键、含2对孤对电子，O原子采取sp3杂化，故答案为：H-C≡N；H-C≡N→O；sp；H-O-C≡N；sp3；

(5)BD2为CO2，CO2的电子式是，将D原子换成等电子的，根据稳定结构可知，N与C之间形成2对共用电子对，故所得ABCD的结构式为 H-N=C=O，分子中N原子成2个σ键、含1对孤对电子，N原子采取sp2杂化，故答案为：；H-N=C=O；sp2；

(6)在ABCD的三种可能结构中C原子都成2个σ键、不含孤对电子，C原子均采取sp杂化，故答案为：相同。