Question

【题目】碳、氮、氧是同周期相邻的三种元素，碳、氮、氧及其化合物在生活、生产和科技等方面有重要的应用．请回答下列问题：
（1）碳、氮、氧的第一电离能由大到小顺序为
（2）H2O的中心原子杂化轨道空间构型为 ， 固态H2O的晶体类型为 ，
（3）比较键角的大小：H2OCH4（填“＞”“＜”或“=”），原因为
（4）元素M的离子与NH4+所含电子数和质子数均相同，则M的原子结构示意图为 ．

Answer 1

【答案】
（1）N＞O＞C
（2）V形；分子晶体
（3）＜；两种分子均采取sp3杂化，甲烷分子的杂化轨道中无孤电子对，而H2O分子有两对孤对电子，孤对电子与成键电子的排斥力大、键角小
（4）
【解析】解：（1）C、O、N元素都是第二周期非金属元素，同一周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级是半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能N＞O＞C， 所以答案是：N＞O＞C；（2）H2O分子中O原子价层电子对个数=2+ =4，所以O原子采用sp3杂化，分子空间构型是正四面体形，但含有两个孤电子对，所以分子构型为V形，H2O为共价化合物，形成分子晶体，
所以答案是：V形；分子晶体；（3）CH4中碳原子价层电子对个数=4+ =4，为sp3杂化，不含孤电子对，所以空间构型是正四面体形，其键角为109°28′，H2O中心原子O原子成2个σ键、含有 =2对孤对电子，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=2+2=4，杂化轨道数为4，采取sp3杂化，H2O分子的立体构型是V形，其键角为104.5°，甲烷分子的杂化轨道中无孤电子对，而H2O分子有两对孤对电子，孤对电子与成键电子的排斥力大、键角小，所以H2O的键角小于CH4 ， 所以答案是：＜；两种分子均采取sp3杂化，甲烷分子的杂化轨道中无孤电子对，而H2O分子有两对孤对电子，孤对电子与成键电子的排斥力大、键角小；（4）N的质子数为7，H的质子数为1，NH4+中含有10个电子，11个质子，元素M的离子与NH4+所含电子数和质子数均相同，M的离子质子数为11，电子数为10，M为钠元素，则M的原子结构示意图为 ，
所以答案是： ．