Question

17．CH₄、NH₃、H₂O和HF均為含10e^-的分子．
（1）N、O、F三種元素中，與基態(tài)C原子的核外未成對電子數(shù)相等的元素是氧（寫元素名稱），其基態(tài)原子的價層電子排布圖為．
（2）C、N、O、F四種元素第一電離能由大到小的順序是F＞N＞O＞C（用元素符號表示）．
（3）CH₄、NH₃和H₂O分子中，從原子軌道的重疊方向來說，三種分子均含共價鍵類型為σ鍵，三種分子的中心原子的雜化軌道類型均為sp³．
（4）CH₄燃燒生成CO、CO₂和H₂O．
①在CO氣流中輕微加熱金屬鎳（Ni），生成無色揮發(fā)性液態(tài)Ni（CO）₄，試推測四羰基鎳的晶體類型為分子晶體．
②OCN^-與CO₂互為等電子體，則OCN^-結(jié)構(gòu)式為[O=C=N]^-．
（5）與碳同族的硅形成的硅酸鹽結(jié)構(gòu)中的基本結(jié)構(gòu)單元為[SiO₄]四面體，由兩個結(jié)構(gòu)單元通過共用一個原子形成的硅酸鹽陰離子的化學式為[Si₂O₇]^6-．

Answer 1

分析 （1）基態(tài)C原子的核外未成對電子數(shù)為2，O元素原子核外未成對電子數(shù)也是2；
（2）同周期隨原子序數(shù)增大，元素第一電離能呈增大趨勢，N元素原子2p能級為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能高于同周期相鄰元素的；
（3）從原子軌道的重疊方向來說，共價鍵分為σ鍵與π鍵，單鍵為σ鍵，雜化軌道數(shù)目=σ鍵+孤電子對數(shù)，三種分子的中心原子雜化軌道數(shù)目均為4；
（4）①Ni（CO）₄為無色揮發(fā)性液態(tài)，熔沸點低，應屬于分子晶體；
②原子數(shù)相同、電子數(shù)也相同的物質(zhì)稱為等電子體，等電子體結(jié)構(gòu)相似；
（5）基本結(jié)構(gòu)單元為[SiO₄]四面體，兩個結(jié)構(gòu)單元通過共用O原子形成的硅酸鹽陰離子．

解答 解：（1）基態(tài)C原子的核外未成對電子數(shù)為2，N、O、F原子核外未成對電子數(shù)分別為3、2、1，O原子核外電子排布為：1s²2s²2p⁴，基態(tài)原子的價層電子排布圖為，
故答案為：氧；；
（2）同周期隨原子序數(shù)增大，元素第一電離能呈增大趨勢，N元素原子2p能級為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能高于同周期相鄰元素的，故第一電離能F＞N＞O＞C，
故答案為：F＞N＞O＞C；
（3）從原子軌道的重疊方向來說，共價鍵分為σ鍵與π鍵，三種分子均形成單鍵，屬于σ鍵，雜化軌道數(shù)目=σ鍵+孤電子對數(shù)，三種分子的中心原子雜化軌道數(shù)目均為4，均采取sp³雜化，
故答案為：σ鍵；sp³；
（4）①Ni（CO）₄為無色揮發(fā)性液態(tài)，熔沸點低，應屬于分子晶體，
故答案為：分子晶體；
②OCN^-與CO₂互為等電子體，其結(jié)構(gòu)與CO₂類似，二氧化碳結(jié)構(gòu)式為O=C=O，則OCN^-結(jié)構(gòu)式為[O=C=N]^-，
故答案為：[O=C=N]^-；
（5）由兩個結(jié)構(gòu)單元通過共用一個O原子形成的硅酸鹽陰離子比[SiO₄]四面體少一個O原子，陰離子的化學式為[Si₂O₇]^6-，
故答案為：[Si₂O₇]^6-．

點評 本題考查了原子核外電子排布式、第一電離能、雜化類型、晶體類型等知識點，充分考查了學生的分析、理解能力及靈活運用能力，注意硅酸鹽中Si的價態(tài)為+4價，形成4個共價鍵可以幫助解答第（5）小題，題目難度中等．