Question

碳是组成有机化合物的主要元素，其单质与化合物广布于自然界．
（1）碳原子的核外电子排布式为

 

．与碳同周期的非金属元素氮的第一电离能大于氧的第一电离能，原因是

 

．
（2）CS₂是一种重要的有机溶剂，其分子中碳原子的杂化轨道类型是

 

；CS₂分子属于

 

分子（填“极性”或‘‘非极性’’）．
（3）CH₄和SiH₄中，沸点高的是

 

（填化学式），判断依据是

 

．
（4）有甲、乙两种活性反应中间体离子，它们的微粒中均含有1个碳原子和3个氢原子．请依据下面给出的这两种微粒的球棍模型，写出相应的化学式：甲

 

、乙

 

．

Answer 1

考点：原子轨道杂化方式及杂化类型判断,原子核外电子排布,分子间作用力

专题：

分析：（1）根据核外电子排布式规律来书写；原子轨道中的电子处于全满、半满、全空时最稳定；
（2）根据杂化轨道理论及分子的空间构型判断方法判断；根据以极性键相结合，具有直线型结构的分子为非极性分子；
（3）二者组成微粒为分子，属于分子晶体，利用相对分子质量分析分子间作用力，比较沸点大小；
（4）根据分子的空间构型、杂化类型以及价层电子数来判断．

解答： 解：（1）碳原子的核外电子排布式为：1s²2s²2p²；N原子的核外电子排布式为：1s²2s²2p³，O原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁴，2p轨道半充满的原子能量低，较稳定，所以与碳同周期的非金属元素N的第一电离能大于O的第一电离能；
故答案为：1s²2s²2p²；N原子2p轨道半充满，较稳定；
（2）CS₂是直线型分子，碳原子采取sp杂化；CS₂以极性键相结合，具有直线型结构的分子，为非极性分子；
故答案为：sp杂化；非极性；
（3）因结构相似时，相对分子质量越大，分子间作用力越大，因此沸点高的是SiH₄；
故答案为：SiH₄；CH₄和SiH₄是分子晶体，沸腾时破坏范德华力，与相对分子质量成正比，所以SiH₄的相对分子质量大，沸点高；
（4）甲的空间结构为正四面体，则碳原子为sp²杂化，中心碳原子无孤电子对，因此价层电子对数3，化学式为CH₃⁺，乙的空间结构为三角锥形，则碳原子为sp³杂化，中心碳原子有1个孤电子对，因此价层电子对数4，化学式CH₃^-．
故答案为：CH₃⁺；CH₃^-．

点评：本题考查较为综合，涉及电子排布式、分子的极性、杂化类型等知识，题目难度较大，注意杂化类型与空间构型的关系的判断．