Question

【物質(zhì)結構與性質(zhì)】
（1）甲、乙兩種元素是同一周期的相鄰元素，甲元素是形成有機物的主要元素，乙元素的p亞層上有3個電子．
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）．
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，其化學式為

 

．
（2）人們一直致力于人工固氮的研究以獲得廉價的氮肥．科學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原子的類立方體結構，如圖所示．
圖中左右兩邊對稱，各含一個近似為立方體的結構．每個立方體含有4個Fe原子、4個S原子，它們位于立方體的8個頂點，且原子間只有一種化學鍵．上述一個立方體中4個Fe原子所在的頂點連接所構成的空間幾何體為

 

．

Answer 1

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

1

2

（a-xb），a指中心原子價電子個數(shù)，x指配原子個數(shù)，b指配原子形成穩(wěn)定結構需要的電子個數(shù)；
②原子晶體的硬度較大，根據(jù)元素形成的化合價確定其化學式；
（2）由信息可知，小正方體中4個鐵原子應在互不相鄰的頂點上，將四個頂點連接即可得到其空間構型．

解答：（1）甲、乙兩種元素是同一周期的相鄰元素，甲元素是形成有機物的主要元素，則甲是C元素，乙元素的p亞層上有3個電子，則乙是N元素．
①甲是C元素，其原子核外有6個電子，根據(jù)構造原理知其基態(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σ鍵且不含孤電子對，所以采用sp²雜化，形成碳碳三鍵的碳原子含有2個σ鍵且不含孤電子對，所以采用sp雜化，故錯誤；    
b．CH₂=C（CH₃）-CH₂-CH₃中甲基和亞甲基上的碳原子含有4個σ鍵且不含孤電子對，所以采用sp³雜化，形成碳碳雙鍵的碳原子含有3個σ鍵且不含孤電子對，所以采用sp²雜化，故錯誤；
c．C（CH₂OH）₄中所有碳原子都含有4個σ鍵且不含孤電子對，所以采用sp³雜化，故正確；
d．中甲基上的碳原子含有4個σ鍵且不含孤電子對，所以采用sp³雜化，苯環(huán)上的碳原子含有
3個σ鍵且不含孤電子對，所以采用sp²雜化，故錯誤；
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σ鍵且不含孤電子對，所以采用sp²雜化，故正確；
f．中苯環(huán)上的碳原子含有3個σ鍵且不含孤電子對，所以采用sp²雜化，甲基上碳原子含有4個σ鍵且不含孤電子對，所以采用sp³雜化，故錯誤；
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，氮元素顯負價，在該化合物中，碳元素顯+4價，N元素顯-3價，所以其化學式為C₃N₄，
故答案為：原子晶體；C₃N₄；
（2）由信息可知，小正方體中4個鐵原子應在互不相鄰的頂點上，且這四個頂點連接構成正四面體，
故答案為：正四面體．

點評：本題考查較綜合，涉及空間構型的判斷、雜化方式的判斷、化學式的確定等知識點，根據(jù)價層電子對互斥理論確定雜化方式，難點的（2），同時考查學生空間想象能力，難度中等．