Question

7．如图1a～f分别表示由H、C、N、Na、Si、Cu元素组成的单质，其中c、d均为热和电的良导体．单质分别对应的
熔点如图所示：
（1）从电负性角度分析，C、Si和N元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为N＞C＞Si；
（2）图中d单质对应元素原子的电子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹．用价层电子对互斥理论推断，单质a、b、f对应的元素以原子个数比1：1：1形成的分子中化学键的键角为180°．
（3）a与b的元素形成的10电子中性分子X，X溶于水后的溶液滴入到含d元素高价离子的溶液中至过量，生成的含d元素离子的化学式为[Cu（NH₃）₄]²⁺．
（4）上述六种元素中的一种元素形成的含氧酸分子的结构模型（原子共平面）如图2：则可判断该元素原子（中心原子）的杂化方式是sp²杂化．氮化硅是一种高温陶瓷材料，硬度大、熔点高、化学性质稳定，其基本结构单元如图3，则其化学式为Si₃N₄．

Answer 1

分析 单质氢气、氮气为气体，二者熔点低于其它固体单质，氢气的熔点最低，故a为H元素、b为N元素；碳、硅形成单质均可以形成原子晶体，熔点最高，而C-C键长小于Si-Si键长，故碳单质熔点高于硅，故f为C元素、e为Si元素；c、d均为热和电的良导体，为Na、Cu，而Cu的熔点高于Na，故c为Na、d为Cu．
（1）同周期自左而右非金属性增强、同主族自上而下非金属性减弱；
（2）d为Cu，是29号元素，根据核外电子排布规律书写其电子排布式；
H、N、C元素以原子个数比1：1：1形成的分子为HCN，计算C原子价层电子对数与孤电子对，确定其空间构型，进而确定键角；
（3）a与b的元素形成的10电子中性分子X为NH₃，与铜离子形成四氨合铜络离子；
（4）图2为上述六种元素中的一种元素形成的含氧酸分子的结构模型，中心原子连接3个原子，由于原子共平面，所以中心原子没有孤电子对，中心原子采取sp²杂化；
由图可知，每个Si原子周围有4个N，每个N原子周围有3个Si原子，故Si、N原子数目之比为3：4．

解答 解：单质氢气、氮气为气体，二者熔点低于其它固体单质，氢气的熔点最低，故a为H元素、b为N元素；碳、硅形成单质均可以形成原子晶体，熔点最高，而C-C键长小于Si-Si键长，故碳单质熔点高于硅，故f为C元素、e为Si元素；c、d均为热和电的良导体，为Na、Cu，而Cu的熔点高于Na，故c为Na、d为Cu．
（1）同周期自左而右非金属性增强、同主族自上而下非金属性减弱，故非金属性：N＞C＞Si，
故答案为：N＞C＞Si；
（2）d为Cu，是29号元素，原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
H、N、C元素以原子个数比1：1：1形成的分子为HCN，C原子价层电子对数为2+$\frac{4-1-3}{2}$=2，没有孤电子对，其空间构型为直线型，故键角为180°，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；180°；
（3）a与b的元素形成的10电子中性分子X为NH₃，与铜离子形成四氨合铜络离子，其化学式为[Cu（NH₃）₄]²⁺，
故答案为：[Cu（NH₃）₄]²⁺；
（4）图2为上述六种元素中的一种元素形成的含氧酸分子的结构模型，中心原子连接3个原子，由于原子共平面，所以中心原子没有孤电子对，中心原子采取sp²杂化；
由图可知，每个Si原子周围有4个N，每个N原子周围有3个Si原子，故Si、N原子数目之比为3：4，化学式为：Si₃N₄，
故答案为：sp²杂化；Si₃N₄．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及晶体类型与性质、元素周期律、核外电子排布、杂化轨道、配合物、晶胞计算等，需要学生具备扎实的基础，难度中等．