Question

A．碳是形成化合物最多的元素，其單質與化合物廣泛分布于自然界．
（1）金剛石晶體中碳原子的雜化方式為

sp³

．與碳同周期的非金屬元素N的第一電離能大于O的第一電離能，原因是

N原子2p軌道半充滿，能量低

；
（2）CS₂是一種重要的有機溶劑，CS₂分子的空間構型為

直線形

；寫出二價鐵離子的核外電子排布式

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶（或[Ar]3d⁶）

；
（3）冰晶胞中水分子的空間排列方式與金剛石晶胞（其晶胞結構如圖，空心球和實心球表示相同的粒子，其中空心球位于立方體的頂點或面心，實心球位于立方體內）類似．每個冰晶胞平均占有

8

個水分子，冰晶胞與金剛石晶胞微粒排列方式相似的原因是

水中的O和金剛石中的C都是sp³雜化，且水分子間的氫鍵具有方向性，每個水分子可與相鄰的4個水分子形成氫鍵

．

Answer 1

分析：（1）根據價層電子對互斥理論確定其雜化類型，原子軌道中的電子處于全滿、半滿、全空時最穩定；      
（2）根據價層電子對互斥理論確定其VSEPR模型，去掉孤電子對即是其實際空間構型，根據構造原理書寫亞鐵離子核外電子排布式；
（3）利用均攤法確定每個冰晶胞含有的水分子個數，根據氧原子和碳原子的雜化方式分析．

解答：解：（1）金剛石中每個碳原子和4個碳原子以σ鍵相結合，且沒有孤對電子，所以每個 碳原子的價層電子對是4，則碳原子采取sp³雜化，N原子的核外電子排布式為：1s²2s²2p³，O原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁴，2p軌道半充滿的原子能量低，較穩定，所以與碳同周期的非金屬元素N的第一電離能大于O的第一電離能，
故答案為：sp³；N原子2p軌道半充滿，能量低；
（2）CS₂分子中價電子對=2+

1

2

(4-2×2)=2，且沒有孤電子對，所以是直線型分子，亞鐵離子核外有24個電子，由鐵原子失去2電子變成亞鐵離子時，失去的電子是最外層電子，所以亞鐵離子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶（或[Ar]3d⁶），
故答案為：直線形；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶（或[Ar]3d⁶）；
（3）每個冰晶胞平均占有分子個數=4+

1

8

×8+

1

2

×6=8，H₂O的氧原子中含有2個σ鍵和2個孤電子對，金剛石中每個碳原子含有4個σ鍵且沒有孤電子對，所以水中的O和金剛石中的C都是sp³雜化，且水分子間的氫鍵具有方向性，每個水分子中一個氧原子可以和另外2個水分子形成2個原子，2個氫原子可以和另外2個水分子形成氫鍵，所以每個水分子可與相鄰的4個水分子形成氫鍵，導致冰晶胞與金剛石晶胞微粒排列方式相似，
故答案為：8；水中的O和金剛石中的C都是sp³雜化，且水分子間的氫鍵具有方向性，每個水分子可與相鄰的4個水分子形成氫鍵．

點評：本題考查較綜合，分子空間構型的判斷、原子的雜化方式的判斷、氫鍵等都是高考的熱點，應注意這些方面知識的積累．