Question

2．化学中的某些元素与生命活动密不可分．请回答下列问题：
（1）（NH₄）₂CO₃是一种重要的化学肥料，其中N、C原子的杂化方式分别是sp³杂化、sp²杂化，CO₃^2-的空间构型为平面三角形．
（2）钙是儿童生长不可缺少的元素，基态钙原子中，电子没有全充满的能层是M能层和N能层．
（3）蛋白质中含有N、P等元素，它们的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱关系是HNO₃＞H₃PO₄（用化学式表示，下同），两种元素的简单气态氢化物中沸点更高的是NH₃ ，原因是分子间易形成氢键．
（4）碘是人体必需的营养元素，长期缺碘可导致碘缺乏症．加碘食盐中含有氯化钠和碘酸钾，人体中需要的碘就是碘酸钾提供的．请写出碘原子的外围电子排布图．

Answer 1

分析 （1）根据价层电子对互斥理论确定N、C原子的杂化方式及CO₃^2-的空间构型，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数，σ键个数=配原子个数；
（2）Ca原子的M能层有8个电子和N能层有2个电子；
（3）比较两种元素的非金属性强弱，可根据单质之间的置换反应、与氢气反应的难易程度、氢化物的稳定性以及最高正价氧化物对应水化物酸性强弱等角度，元素的非金属性越强，则对应的最高价氧化物对应水化物的酸性越强；同一主族元素氢化物中，氢化物的沸点随着原子序数增大而呈增大趋势，但含有氢键的氢化物熔沸点最高；
（4）碘是53号元素，其原子核外有53个电子，5S、5P电子为其价电子，根据构造原理书写其价电子排布图．

解答 解：（1）（NH₄）₂CO₃中铵根离子中N原子价层电子对个数是4，不含孤电子对，所以N原子杂化方式是sp³杂化，CO₃^2-中σ键个数=配原子个数=3，孤电子对个数=$\frac{1}{2}$（4+2-3×2）=0，碳原子的价层电子数=3+$\frac{1}{2}$（4+2-3×2）=3，不含孤电子对，所以C采取sp²杂化，轨道构型为平面正三角形，空间构型为平面正三角形；
故答案为：sp³杂化；sp²杂化；平面正三角形；
（2）Ca原子的M能层有8个电子和N能层有2个电子，M层排满应该是18个电子，N层排满应该是32个电子，所以没有排满的电子层为M能层和N能层；
故答案为：M能层和N能层；
（3）N、P位于相同主族，非金属性N＞P，元素的非金属性越强，对应的最高高价氧化物的水化物的酸性越强，则酸性HNO₃＞H₃PO₄，同一主族元素氢化物中，氢化物的沸点随着原子序数增大而呈增大趋势，但含有氢键的氢化物熔沸点最高，同一周期元素氢化物中，含有氢键的氢化物沸点较高，NH₃ 分子间易形成氢键，而pH₃ 分子间不能 形成氢键，所以NH₃ 沸点更高，
故答案为：HNO₃＞H₃PO₄；NH₃ ；NH₃ 分子间易形成氢键；

 
（4）碘是53号元素，价电子排布为5s²5P⁶，价电子排布图是，
故答案为：．

点评 本题考查了物质结构与性质，涉及杂化方式、离子的空间构型、核外电子排布、等，旨在考查学生对基础知识的掌握，侧重考查分析能力及知识应用能力，题目难度中等．