题目内容
碳有多种同素异形体，常见的有金刚石，石墨，和C60（足球烯）分子，根据报道科研人员应用计算机模拟出结构类似C60的物质N60分子和Si60分子，（1）C、N、Si 的第一电离能 从大到小顺序
（2）已知N60分子中每个氮原子均以N-N键结合三个N原子而形成8电子稳定结构，则N原子的杂化方式是
（3）CH4、NH3、SiH4 的熔沸点由低到高的顺序是
（4）碳和氧元素形成原子个数比为1：3的常见微粒，推测这种微粒的空间构型为
（5）+1价气态基态阳离子再失去一个电子形成+2价气态基态阳离子所需要的能量称为第二电离能I2，依次还有I3、I4、I5…，推测N元素的 电 离 能 突 增 应 出 现 在 第
（6）某种金属元素核外电子有29种运动状态，共有
考点：晶胞的计算,元素电离能、电负性的含义及应用,判断简单分子或离子的构型,原子轨道杂化方式及杂化类型判断
专题：化学键与晶体结构
分析：（1）同一周期从左到右，元素的第一电离呈增大，但第VA族元素的第一电离能大于相邻元素；同一主族从上到下，元素的第一电离逐渐减小；
（2）N60分子中中心N原子含σ键电子对数为3对，所以N原子的电子对数=3+
=4；
结构相似的分子，分子内形成共价键的原子半径越小，键能越大，分子越稳定；
（3）结构相似，摩尔质量越大的物质熔沸点越高，若分子间存在氢键，能增大分子间作用力，使熔沸点升高；
（4）C和C形成原子个数比为1：3的常见离子为CO32-，计算C原子价层电子对数与孤电子对，确定其空间构型；
（5）相同能层电子能量相差不大，不能能层电子能量相差较大，故失去不同能层电子时电离能会发生突跃；
（6））原子核外有多少个电子就具有多少种运动状态，某种金属元素核外电子有29种运动状态，则该元素为29号元素Cu．
（2）N60分子中中心N原子含σ键电子对数为3对，所以N原子的电子对数=3+
| 5-1×3 |
| 2 |
结构相似的分子，分子内形成共价键的原子半径越小，键能越大，分子越稳定；
（3）结构相似，摩尔质量越大的物质熔沸点越高，若分子间存在氢键，能增大分子间作用力，使熔沸点升高；
（4）C和C形成原子个数比为1：3的常见离子为CO32-，计算C原子价层电子对数与孤电子对，确定其空间构型；
（5）相同能层电子能量相差不大，不能能层电子能量相差较大，故失去不同能层电子时电离能会发生突跃；
（6））原子核外有多少个电子就具有多少种运动状态，某种金属元素核外电子有29种运动状态，则该元素为29号元素Cu．
解答：
解：（1）同一主族从上到下，元素的第一电离逐渐减小，所以第一电离能大小：N＞P，同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大，故第一电离能大小：S＞Si，但由于第VA族元素np3，处于半充满状态，第一电离能大于相邻元素，故第一电离能大小：P＞S，综上第一电离能大小：N＞S＞Si；
故答案为：N＞S＞Si；
（2）N60分子中中心N原子含σ键电子对数为3对，所以N原子的电子对数=3+
=4，所以N原子的杂化方式是SP3；
结构相似的分子，分子内形成共价键的原子半径越小，键能越大，分子越稳定，C原子半径小于Si原子半径，C-C键键能大于Si-Si键键能，所以C60 的稳定性大于 Si60；
故答案为：SP3；大于；
（3）结构相似，摩尔质量越大的物质熔沸点越高，故熔沸点CH4＜SiH4；若分子间存在氢键，能增大分子间作用力，使熔沸点升高，故NH3熔沸点最高；
故答案为：CH4＜SiH4＜NH3；NH3分子间有氢键熔沸点最高，CH4、SiH4 分子间只有范德华力，相对分子质量CH4＜SiH4 范德华力CH4＜SiH4；
（4）C和O形成原子个数比为1：3的常见离子为CO32-，离子中C原子电子对数=3+
=3，故这种微粒的空间构型为平面三角形；
与CO32-互为等电子体的分子有SO3或BCl3 或BF3；
故答案为：平面三角形；SO3或BCl3 或BF3；
（5）相同能层电子能量相差不大，不能能层电子能量相差较大，故失去不同能层电子时电离能会发生突跃，N元素共有两个能层，第二能层有5个电子，所以N元素的电离能突增 应出现在第失第六个电子时，即第六电离能有突变；
故答案为：六；
（6）原子核外有多少个电子就具有多少种运动状态，某种金属元素核外电子有29种运动状态，则该元素为29号元素Cu，其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1，可以看出铜原子的基态原子轨道是s、p、d，所以有3种形状不同的原子轨道；其正一价离子的外围电子排布式为3d10；根据Cu晶胞可知金属原子的配位数=3×8×
=12；
每个晶胞中含有的原子数=8×
+6×
=4，则每个晶胞的质量m=64g/mol×
=
，每个晶胞的体积V=（a×4×10-10）3cm3，则Cu密度d=
=
，故NA=
mol-1．
故答案为：3； 3d10；12；
mol-1．
故答案为：N＞S＞Si；
（2）N60分子中中心N原子含σ键电子对数为3对，所以N原子的电子对数=3+
| 5-1×3 |
| 2 |
结构相似的分子，分子内形成共价键的原子半径越小，键能越大，分子越稳定，C原子半径小于Si原子半径，C-C键键能大于Si-Si键键能，所以C60 的稳定性大于 Si60；
故答案为：SP3；大于；
（3）结构相似，摩尔质量越大的物质熔沸点越高，故熔沸点CH4＜SiH4；若分子间存在氢键，能增大分子间作用力，使熔沸点升高，故NH3熔沸点最高；
故答案为：CH4＜SiH4＜NH3；NH3分子间有氢键熔沸点最高，CH4、SiH4 分子间只有范德华力，相对分子质量CH4＜SiH4 范德华力CH4＜SiH4；
（4）C和O形成原子个数比为1：3的常见离子为CO32-，离子中C原子电子对数=3+
| 4+2-2×3 |
| 2 |
与CO32-互为等电子体的分子有SO3或BCl3 或BF3；
故答案为：平面三角形；SO3或BCl3 或BF3；
（5）相同能层电子能量相差不大，不能能层电子能量相差较大，故失去不同能层电子时电离能会发生突跃，N元素共有两个能层，第二能层有5个电子，所以N元素的电离能突增 应出现在第失第六个电子时，即第六电离能有突变；
故答案为：六；
（6）原子核外有多少个电子就具有多少种运动状态，某种金属元素核外电子有29种运动状态，则该元素为29号元素Cu，其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1，可以看出铜原子的基态原子轨道是s、p、d，所以有3种形状不同的原子轨道；其正一价离子的外围电子排布式为3d10；根据Cu晶胞可知金属原子的配位数=3×8×
| 1 |
| 2 |
每个晶胞中含有的原子数=8×
| 1 |
| 8 |
| 1 |
| 2 |
| 4 |
| NA |
| 256g/mol |
| NA |
| m |
| V |
| ||
| (a×4×10-10)3cm3 |
| 4×1030 |
| da3 |
故答案为：3； 3d10；12；
| 4×1030 |
| da3 |
点评：本题考查了晶胞的计算、核外电子排布、原子轨道杂化方式等内容，综合性较强，难度较大，注意利用均摊法解答晶胞的计算．
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| ||
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