Question

A、B、C、D四种元素处于同一短周期，在同族元素中，A的气态氢化物的沸点最高，B的最高价氧化物对应的水化物的酸性在同周期中是最强的，C的电负性介于A、B之间，D与B相邻。
请填空：
（1）在B的单质分子中存在________个π键，________个σ键。
（2）已知B的气态氢化物很容易与H^＋结合，B原子与H^＋间形成的键叫________，形成的离子立体构型为________，其中B原子采取的杂化方式是________。
（3）在A、B、C、D四种元素形成的电子数相同的四种氢化物中，沸点最低的是________（写分子式），其沸点显著低于其他三种氢化物的原因是：________________________。
（4）A的氢化物易溶于水，而D的氢化物难溶于水，原因是___________________________。

Answer 1

（1）2　1
（2）配位键　正四面体形　sp³杂化
（3）CH₄　CH₄分子间只有范德华力没有氢键，而NH₃、H₂O、HF分子间还存在氢键
（4）HF和H₂O均为极性分子，CH₄为非极性分子

解答该题，首先根据题给各元素的原子结构和性质正确推导各元素；然后根据各小题所考查的知识分析作答。根据题给信息，A为短周期元素，其气态氢化物的相对分子质量在同族元素氢化物中不是最大的，而沸点最高，说明A的氢化物可形成氢键，故A可能是N、O、F中的一种，则A、B、C、D为第二周期元素，B的最高价氧化物对应的水化物的酸性在同周期中是最强的，则B为N，C的电负性介于A、B之间，则C为O，A为F；D与B相邻则为碳。
（1）B单质即N₂，其结构式为N≡≡N，三键中有一个σ键，2个π键。
（2）NH₃分子中N原子上有一对孤对电子，可与H^＋以配位键结合成NH₄^＋，据价电子对互斥理论知，该微粒为正四面体形，其中N的杂化方式为sp³杂化。
（3）F的氢化物只有一种HF，电子数为10，其他有10个电子的氢化物分别是NH₃、H₂O、CH₄，其中CH₄沸点最低，因为只有CH₄分子间不能形成氢键，其他三种分子间均形成氢键，故它们的氢化物沸点显著高于CH₄。