Question

碳、氧、氯、铁是与人类生产、生活息息相关的化学元素。

（1）基态铁原子的外围电子排布式为_________________________。

（2）与CO互为等电子体的分子和离子分别为________和________(各举一种即可，填化学式)，CO分子的电子式为________。

（3）在CH₄、CO、CH₃OH中，碳原子采取sp³杂化的分子有________________，CH₃OH的熔、沸点比CH₄高，其主要原因是____________________。

（4）C、O、Cl三种元素的电负性由大到小的顺序为__________________(用元素符号表示)。COCl₂俗称光气，分子中C原子采取__________杂化成键，根据原子轨道重叠方式的不同来看，碳原子与氧原子之间形成共价键的类型和数目为__________________。

（5）甲烷和四氯化碳具有相似的空间结构，但常温下甲烷是气体，四氯化碳是液体，其原因是____________。

Answer

(14分) （1） 3d64s2 （2）N2 CN－

（3）CH4、CH3OH CH3OH分子之间有极性，同时分子之间还存在着氢键的作用

（4）O>Cl>C sp2 1个σ键、1个π键

（5）组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力(或范德华力)越强，沸点越高

【解析】

试题分析：（1）铁元素在周期表中是26号元素，基态原子的外围电子排布式为：3d64s2；（2）CO分子中C原子上有一对孤对电子，C、O原子都符合8电子稳定结构，则CO的结构式为C≡O，孤对电子数为1，σ键数为1，则碳原子采取sp杂化，又等电子体中原子数和价电子数都相同，则 N2、CN-、CO的原子数都是2，价电子数都是10，则互为等电子体，CO分子的电子式为；（3）判断原子采取杂化方式时，先根据价层电子对互斥理论判断价层电子对，然后再确定采取的杂化方式，价层电子对数=σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数，σ键电子对数=σ键个数=中心原子结合的原子个数，中心原子上的孤电子对数=(a-xb)/2，说明：对于分子，a为中心原子的价电子数，x为配位原子个数，b为配位原子最多能接受的电子数．在CH4中价层电子对数=σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数=4，所以碳原子采取sp3杂化；在CO分子中价层电子对数=σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数=2，所以碳原子采取sp杂化；CH3OH中，价层电子对数=σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数=4，所以碳原子采取sp3杂化；CH3OH形成分子间氢键，沸点升高；（4）元素的非金属性越强其电负性越大，O、Cl、C的非金属性大小顺序是O＞Cl＞C，所以其电负性大小顺序是O＞Cl＞C，光气中碳原子是中心原子，碳原子含有3个σ键1个π键，所以其价层电子对是3，采用sp2杂化，根据原子轨道重叠方式的不同来看，碳原子与每个氧原子之间形成共价双键，1个σ键1个π键；（5）甲烷和四氯化碳都属于分子晶体，组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，其沸点越高，所以常温下甲烷是气体，四氯化碳是液体，故答案为：组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高。

考点：考查物质的结构与性质