Question

【物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】
（1）甲、乙兩種元素是同一周期的相鄰元素，甲元素是形成有機(jī)物的主要元素，乙元素的p亞層上有3個(gè)電子．
①寫出甲元素的電子排布式

 

，下列各化合物分子中甲元素的原子雜化方式全部相同的是

 

（填序號(hào)）．
a．H₂C=CH-C≡CH    
b．CH₂=C（CH₃）-CH₂-CH₃
c．C（CH₂OH）₄
d．
e．
f．
②甲、乙元素可形成硬度大于金剛石的一種化合物，該化合物屬于

 

晶體，其化學(xué)式為

 

．
（2）人們一直致力于人工固氮的研究以獲得廉價(jià)的氮肥．科學(xué)家先后提出并合成得到固氮酶的多種模擬物．其中一類是含Mo、Fe、S原子的類立方體結(jié)構(gòu)，如圖所示．
圖中左右兩邊對(duì)稱，各含一個(gè)近似為立方體的結(jié)構(gòu)．每個(gè)立方體含有4個(gè)Fe原子、4個(gè)S原子，它們位于立方體的8個(gè)頂點(diǎn)，且原子間只有一種化學(xué)鍵．上述一個(gè)立方體中4個(gè)Fe原子所在的頂點(diǎn)連接所構(gòu)成的空間幾何體為

 

．

Answer 1

分析：（1）甲、乙兩種元素是同一周期的相鄰元素，甲元素是形成有機(jī)物的主要元素，則甲是C元素，乙元素的p亞層上有3個(gè)電子，則乙是N元素．
①甲是C元素，其原子核外有6個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其基態(tài)原子核外電子排布式；根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定其雜化方式，價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)，σ鍵個(gè)數(shù)=配原子個(gè)數(shù)，孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=

1

2

（a-xb），a指中心原子價(jià)電子個(gè)數(shù)，x指配原子個(gè)數(shù)，b指配原子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)需要的電子個(gè)數(shù)；
②原子晶體的硬度較大，根據(jù)元素形成的化合價(jià)確定其化學(xué)式；
（2）由信息可知，小正方體中4個(gè)鐵原子應(yīng)在互不相鄰的頂點(diǎn)上，將四個(gè)頂點(diǎn)連接即可得到其空間構(gòu)型．

解答：（1）甲、乙兩種元素是同一周期的相鄰元素，甲元素是形成有機(jī)物的主要元素，則甲是C元素，乙元素的p亞層上有3個(gè)電子，則乙是N元素．
①甲是C元素，其原子核外有6個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理知其基態(tài)原子核外電子排布式為1s²2s²2p²；
a．H₂C=CH-C≡CH中形成碳碳雙鍵的碳原子含有3個(gè)σ鍵且不含孤電子對(duì)，所以采用sp²雜化，形成碳碳三鍵的碳原子含有2個(gè)σ鍵且不含孤電子對(duì)，所以采用sp雜化，故錯(cuò)誤；    
b．CH₂=C（CH₃）-CH₂-CH₃中甲基和亞甲基上的碳原子含有4個(gè)σ鍵且不含孤電子對(duì)，所以采用sp³雜化，形成碳碳雙鍵的碳原子含有3個(gè)σ鍵且不含孤電子對(duì)，所以采用sp²雜化，故錯(cuò)誤；
c．C（CH₂OH）₄中所有碳原子都含有4個(gè)σ鍵且不含孤電子對(duì)，所以采用sp³雜化，故正確；
d．中甲基上的碳原子含有4個(gè)σ鍵且不含孤電子對(duì)，所以采用sp³雜化，苯環(huán)上的碳原子含有
3個(gè)σ鍵且不含孤電子對(duì)，所以采用sp²雜化，故錯(cuò)誤；
e．中苯環(huán)上的碳原子、形成碳碳雙鍵的碳原子都含有3個(gè)σ鍵且不含孤電子對(duì)，所以采用sp²雜化，故正確；
f．中苯環(huán)上的碳原子含有3個(gè)σ鍵且不含孤電子對(duì)，所以采用sp²雜化，甲基上碳原子含有4個(gè)σ鍵且不含孤電子對(duì)，所以采用sp³雜化，故錯(cuò)誤；
故選ce；
故答案為：1s²2s²2p²；ce；
②原子晶體的硬度較大，碳和氮形成的化合物硬度較大，所以屬于原子晶體，碳元素的非金屬性小于氮元素，所以碳顯正價(jià)，氮元素顯負(fù)價(jià)，在該化合物中，碳元素顯+4價(jià)，N元素顯-3價(jià)，所以其化學(xué)式為C₃N₄，
故答案為：原子晶體；C₃N₄；
（2）由信息可知，小正方體中4個(gè)鐵原子應(yīng)在互不相鄰的頂點(diǎn)上，且這四個(gè)頂點(diǎn)連接構(gòu)成正四面體，
故答案為：正四面體．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較綜合，涉及空間構(gòu)型的判斷、雜化方式的判斷、化學(xué)式的確定等知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定雜化方式，難點(diǎn)的（2），同時(shí)考查學(xué)生空間想象能力，難度中等．