Question

碳是形成化合物种类最多的元素。

（1）C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为______，碳的最简单气态氢化物中心原子的杂化类型为___________。

（2）类卤素[(SCN)₂]的结构式为NC—S—S—CN，其分子中σ键和π键的个数比为__________；该物质对应的酸有两种，理论上硫氰酸(H—S—CN)的沸点低于异硫氰酸(H—N=C=S)的沸点，其原因是___________________。

（3）位于第四周期VIII族，其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同的元素，其基态原子的价层电子排布式为 ____________。

（4）碳化硅的结构与金刚石类似，其硬度仅次于金刚石，具有较强的耐磨性能，其晶胞结构如图所示(其中·为碳原子，○为硅原子)。每个碳原子周围与其距离最近的硅原子有_____个；设晶胞边长为a cm，密度为b g·cm^-3，则阿伏加德罗常数可表示为__________(用含a、b的式子表示)。

Answer

N>O>C sp3 5：4 异硫氰酸分子间形成氢键，而硫氰酸分子间不能形成氢键 3d84s2 4

【解析】

（1）同周期从左向右第一电离能呈增大趋势，但同周期ⅡA>ⅢA，ⅤA>ⅥA，因此第一电离能由大到小的顺序为N>O>C；碳的最简单气态氢化物为CH4，根据甲烷的结构简式，中心原子为C有4个σ键，无孤对电子，价层电子对数4，为sp3杂化；

（2）单键只有σ键，双键有1个σ键和1个π键，三键有1个σ键和2个π键，N≡C—S—S—C≡N中有5个σ键、4个π键，比值为5：4；异硫氰酸中含N—H键，异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸分子间不能形成氢键，故理论上硫氰酸(H—S—C≡N)的沸点低于异硫氰酸(H—N=C=S)的沸点；

（3）基态碳原子位于周期表第二周期ⅣA族元素，有2个未成对电子，第四周期Ⅷ族元素最后一个电子填充在3d轨道上，也有2个未成对电子，该元素是Ni，价层电子排布是3d84s2；

（4）根据晶胞结构，每个碳原子周围与其距离最近的硅原子有4个；结构中含有的碳原子的个数8×+6×=4，Si原子的个数为4，晶胞的质量为g，晶胞的体积为a3cm3，则g=bg/cm3×a3cm3，解得NA= 。