Question

2．化學中的某些元素與生命活動密不可分．請回答下列問題：
（1）（NH₄）₂CO₃是一種重要的化學肥料，其中N、C原子的雜化方式分別是sp³雜化、sp²雜化，CO₃^2-的空間構型為平面三角形．
（2）鈣是兒童生長不可缺少的元素，基態鈣原子中，電子沒有全充滿的能層是M能層和N能層．
（3）蛋白質中含有N、P等元素，它們的最高價氧化物對應水化物的酸性強弱關系是HNO₃＞H₃PO₄（用化學式表示，下同），兩種元素的簡單氣態氫化物中沸點更高的是NH₃ ，原因是分子間易形成氫鍵．
（4）碘是人體必需的營養元素，長期缺碘可導致碘缺乏癥．加碘食鹽中含有氯化鈉和碘酸鉀，人體中需要的碘就是碘酸鉀提供的．請寫出碘原子的外圍電子排布圖．

Answer 1

分析 （1）根據價層電子對互斥理論確定N、C原子的雜化方式及CO₃^2-的空間構型，價層電子對個數=σ鍵個數+孤電子對個數，σ鍵個數=配原子個數；
（2）Ca原子的M能層有8個電子和N能層有2個電子；
（3）比較兩種元素的非金屬性強弱，可根據單質之間的置換反應、與氫氣反應的難易程度、氫化物的穩定性以及最高正價氧化物對應水化物酸性強弱等角度，元素的非金屬性越強，則對應的最高價氧化物對應水化物的酸性越強；同一主族元素氫化物中，氫化物的沸點隨著原子序數增大而呈增大趨勢，但含有氫鍵的氫化物熔沸點最高；
（4）碘是53號元素，其原子核外有53個電子，5S、5P電子為其價電子，根據構造原理書寫其價電子排布圖．

解答 解：（1）（NH₄）₂CO₃中銨根離子中N原子價層電子對個數是4，不含孤電子對，所以N原子雜化方式是sp³雜化，CO₃^2-中σ鍵個數=配原子個數=3，孤電子對個數=$\frac{1}{2}$（4+2-3×2）=0，碳原子的價層電子數=3+$\frac{1}{2}$（4+2-3×2）=3，不含孤電子對，所以C采取sp²雜化，軌道構型為平面正三角形，空間構型為平面正三角形；
故答案為：sp³雜化；sp²雜化；平面正三角形；
（2）Ca原子的M能層有8個電子和N能層有2個電子，M層排滿應該是18個電子，N層排滿應該是32個電子，所以沒有排滿的電子層為M能層和N能層；
故答案為：M能層和N能層；
（3）N、P位于相同主族，非金屬性N＞P，元素的非金屬性越強，對應的最高高價氧化物的水化物的酸性越強，則酸性HNO₃＞H₃PO₄，同一主族元素氫化物中，氫化物的沸點隨著原子序數增大而呈增大趨勢，但含有氫鍵的氫化物熔沸點最高，同一周期元素氫化物中，含有氫鍵的氫化物沸點較高，NH₃ 分子間易形成氫鍵，而pH₃ 分子間不能 形成氫鍵，所以NH₃ 沸點更高，
故答案為：HNO₃＞H₃PO₄；NH₃ ；NH₃ 分子間易形成氫鍵；

 
（4）碘是53號元素，價電子排布為5s²5P⁶，價電子排布圖是，
故答案為：．

點評 本題考查了物質結構與性質，涉及雜化方式、離子的空間構型、核外電子排布、等，旨在考查學生對基礎知識的掌握，側重考查分析能力及知識應用能力，題目難度中等．