Question

碳是地球上组成生命的最基本的元素之一，是形成单质及其化合物种类最多的元素。

(1)碳原子核外有________种不同空间运动状态的电子。

(2)碳元素能形成多种无机物。

①CO的立体构型是______________与其互为等电子体的阴离子_________________。

②MgCO₃分解温度比CaCO₃低的原因是_________________________。

(3)碳能与氢、氮、氧三种元素构成化合物CO(NH₂)₂，该分子中各元素的电负性由大到小的顺序为________，其中C原子的杂化方式为_______，该物质易溶于水的主要原因是________________。

(4)CO是碳元素的常见氧化物，与N₂互为等电子体，则CO的结构式为________

(5)图为碳的另一种同素异形体金刚石的晶胞，其中原子坐标参数为A(0，0，0)，B，C ；则D原子的坐标参数为________。

(6)立方氮化硼晶体的结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5 pm。立方氮化硼的密度是________ g·cm^－3(列出计算式即可，阿伏加德罗常数的值为N_A)。

Answer

4 平面三角形 NO3-、SO3等 MgO晶格能比CaO大，使得Mg2+比Ca2+更容易结合碳酸根离子中的氧离子 O>N>C>H sp2 CO(NH2)2分子与水分子之间能形成氢键 或CO

【解析】

(1)碳原子核外有6个电子，则有6种不同空间运动状态的电子，故答案为：6；

(2)①CO的中心C原子价层电子对数=3+=3，C以sp2杂化，孤电子对数==0，所以，CO的立体构型是平面三角形。价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团互为等电子体，CO的价电子数=4+2+3×6=24，可将C换成N或S，即NO3-，SO3，所以与CO互为等电子体的有NO3-、SO3等，故答案为：平面三角形；NO3-、SO3等；

②MgO晶格能比CaO大，使得Mg2+比Ca2+更容易结合碳酸根离子中的氧离子，所以，MgCO3分解温度比CaCO3低，故答案为：MgO晶格能比CaO大，使得Mg2+比Ca2+更容易结合碳酸根离子中的氧离子；

(3)非金属性越强，电负性越大，所以电负性：O>N>C>H，CO(NH2)2中C原子的价层电子对数=3+=3，所以C原子的杂化方式为sp2杂化，CO(NH2)2分子与水分子之间能形成氢键，所以CO(NH2)2易溶于水，故答案为：O>N>C>H；sp2；CO(NH2)2分子与水分子之间能形成氢键；

(4)等电子体具有相似的化学键特征，CO与N2互为等电子体，则CO的结构式为，故答案为：或CO；

(5)由图示可知，与D相连的4个原子形成正四面体，且D位于正四面体的体心，由B在x轴的坐标为可知，D在x轴的坐标为，同理得出D在y、z轴的坐标均为，则D原子的坐标参数为，故答案为：；

(6)因为金刚石属于面心立方晶胞，即C原子处于立方体的8个顶点，6个面心，体内有4个，故根据均摊法及BN的化学式可知，一个晶胞中各含有4个B原子、4个N原子，又因为一个BN的质量是，而一个晶胞的体积是(361.5×10−10)3cm3，故密度= g/cm3，故答案为：。