Question

7．如圖1a～f分別表示由H、C、N、Na、Si、Cu元素組成的單質(zhì)，其中c、d均為熱和電的良導(dǎo)體．單質(zhì)分別對應(yīng)的
熔點如圖所示：
（1）從電負性角度分析，C、Si和N元素的非金屬活潑性由強至弱的順序為N＞C＞Si；
（2）圖中d單質(zhì)對應(yīng)元素原子的電子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹．用價層電子對互斥理論推斷，單質(zhì)a、b、f對應(yīng)的元素以原子個數(shù)比1：1：1形成的分子中化學(xué)鍵的鍵角為180°．
（3）a與b的元素形成的10電子中性分子X，X溶于水后的溶液滴入到含d元素高價離子的溶液中至過量，生成的含d元素離子的化學(xué)式為[Cu（NH₃）₄]²⁺．
（4）上述六種元素中的一種元素形成的含氧酸分子的結(jié)構(gòu)模型（原子共平面）如圖2：則可判斷該元素原子（中心原子）的雜化方式是sp²雜化．氮化硅是一種高溫陶瓷材料，硬度大、熔點高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，其基本結(jié)構(gòu)單元如圖3，則其化學(xué)式為Si₃N₄．

Answer 1

分析 單質(zhì)氫氣、氮氣為氣體，二者熔點低于其它固體單質(zhì)，氫氣的熔點最低，故a為H元素、b為N元素；碳、硅形成單質(zhì)均可以形成原子晶體，熔點最高，而C-C鍵長小于Si-Si鍵長，故碳單質(zhì)熔點高于硅，故f為C元素、e為Si元素；c、d均為熱和電的良導(dǎo)體，為Na、Cu，而Cu的熔點高于Na，故c為Na、d為Cu．
（1）同周期自左而右非金屬性增強、同主族自上而下非金屬性減弱；
（2）d為Cu，是29號元素，根據(jù)核外電子排布規(guī)律書寫其電子排布式；
H、N、C元素以原子個數(shù)比1：1：1形成的分子為HCN，計算C原子價層電子對數(shù)與孤電子對，確定其空間構(gòu)型，進而確定鍵角；
（3）a與b的元素形成的10電子中性分子X為NH₃，與銅離子形成四氨合銅絡(luò)離子；
（4）圖2為上述六種元素中的一種元素形成的含氧酸分子的結(jié)構(gòu)模型，中心原子連接3個原子，由于原子共平面，所以中心原子沒有孤電子對，中心原子采取sp²雜化；
由圖可知，每個Si原子周圍有4個N，每個N原子周圍有3個Si原子，故Si、N原子數(shù)目之比為3：4．

解答 解：單質(zhì)氫氣、氮氣為氣體，二者熔點低于其它固體單質(zhì)，氫氣的熔點最低，故a為H元素、b為N元素；碳、硅形成單質(zhì)均可以形成原子晶體，熔點最高，而C-C鍵長小于Si-Si鍵長，故碳單質(zhì)熔點高于硅，故f為C元素、e為Si元素；c、d均為熱和電的良導(dǎo)體，為Na、Cu，而Cu的熔點高于Na，故c為Na、d為Cu．
（1）同周期自左而右非金屬性增強、同主族自上而下非金屬性減弱，故非金屬性：N＞C＞Si，
故答案為：N＞C＞Si；
（2）d為Cu，是29號元素，原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
H、N、C元素以原子個數(shù)比1：1：1形成的分子為HCN，C原子價層電子對數(shù)為2+$\frac{4-1-3}{2}$=2，沒有孤電子對，其空間構(gòu)型為直線型，故鍵角為180°，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；180°；
（3）a與b的元素形成的10電子中性分子X為NH₃，與銅離子形成四氨合銅絡(luò)離子，其化學(xué)式為[Cu（NH₃）₄]²⁺，
故答案為：[Cu（NH₃）₄]²⁺；
（4）圖2為上述六種元素中的一種元素形成的含氧酸分子的結(jié)構(gòu)模型，中心原子連接3個原子，由于原子共平面，所以中心原子沒有孤電子對，中心原子采取sp²雜化；
由圖可知，每個Si原子周圍有4個N，每個N原子周圍有3個Si原子，故Si、N原子數(shù)目之比為3：4，化學(xué)式為：Si₃N₄，
故答案為：sp²雜化；Si₃N₄．

點評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及晶體類型與性質(zhì)、元素周期律、核外電子排布、雜化軌道、配合物、晶胞計算等，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)，難度中等．