Question

（每空2分，共12分）
現有A、B、C、D、E、F六種物質或粒子，其中A、B、C、D都具有如圖所示的結構或結構單元，（圖中正四面體以外可能有的部分未畫出，虛線不表示化學鍵或分子間作用力，X、Y可以相同也可以不同）。A、B的晶體類型相同。單質A的同素異形體能與B物質發生置換反應。C、D、E、F含有相等的電子數，且D是陽離子，D與F的組成元素相同。C、E、F的晶體類型相同，由E構成的物質常溫下呈液態。請回答下列問題：

（1）寫出單質A的同素異形體與B物質發生置換反應的化學方程式______          ；同主族的第四周期元素基態原子的外圍電子排布式為                 。
（2）上述六種物質或粒子的組成元素中有三種處于同一周期，請寫出這三種元素第一電離能由大到小的順序：                              。
（3）上述六種物質或粒子中互為等電子體的是                 （寫出化學式）。
（4）F分子的中心原子雜化類型是      ，F易溶于E，其原因是                                                                           
                                                         ________________ 。

Answer 1

（1）SiO₂ + 2CSi + 2CO ↑  4S²4P²    （2）N＞O＞C
（3）CH₄；NH₄⁺ （4）SP³雜化，NH₃和H₂O為極性分子符合相似相溶原理，且NH₃和H₂O分子之間能形成氫鍵

能形成鍵角為109°28′的單質是金剛石，即A是碳，在高溫下碳能和二氧化硅發生反應生成單質硅和CO。常溫下呈液態的是水，則E是水，所以D是NH₄^＋，F是氨氣，C是甲烷。
（1）反應式為SiO₂ + 2CSi + 2CO ↑。第四周期第ⅣA元素是鍺，其基態原子的外圍電子排布式為4S²4P²。
（2）處于同一周期的是C、N、O。非金屬性越強第一電離能越大。但由于氮元素中2p軌道的單質是半充滿狀態，穩定性強，所以這三種元素第一電離能由大到小的順序是N＞O＞C。
（3）電子數和原子數都相同的分子是等電子體，因此互為等電子體的是CH₄和NH₄⁺。
（4）氨氣中中心原子的孤對電子是（5－1×3）÷2＝1，所以是三角錐形結構，屬于sp3雜化。由于NH₃和H₂O為極性分子符合相似相溶原理，且NH₃和H₂O分子之間能形成氫鍵，屬于氨氣極易溶于水。