Question

11．2009年諾貝爾化學獎獎勵的是對生命一個核心過程的研究--核糖體將DNA信息“翻譯”成生命，三位科學家利用X射線結晶學技術標出了構成核糖體的無數(shù)個原子每個所在的位置．
（1）蛋白質和核糖均由H、C、N、O、S等元素組成，以下說法不正確的是ABC．
A．O元素的第一電離能大于N元素的第一電離能
B．H₂O的熱穩(wěn)定性強于H₂S是因為H₂O分子間存在氫鍵
C．NH₃分子中氮原子采用sp²雜化
D．CO₂與COS（硫化羰）互為等電子體
E．一個NNNH₂NNH₂NH₂（毒奶粉事件的配角）分子中共含有15個σ鍵
（2）基態(tài)碳（C）原子核外電子的軌道表示式為．
（3）水也是生命必需物質．冰是人們迄今已知的由一種簡單分子堆積出結構花樣最多的化合物．其中冰-Ⅶ的晶體結構為一個如圖1所示的立方晶胞，每個水分子可與周圍4個水分子以氫鍵結合，晶體中，1mol水可形成2mol氫鍵．
（4）生命活動中的另一種重要化合物的結構如圖2：該分子中的手性碳原子共有4個，碳原子的雜化方式共有2種．

Answer 1

分析 （1）第2周期到第4周期中，第ⅤA族元素的原子第一電離能比第ⅥA族大，氧元素的第一電離能小于氮元素的第一電離能；熱穩(wěn)定性是化學性質，取決于共價鍵的強弱，H₂O的熱穩(wěn)定性強于H₂S是因為H-O鍵的穩(wěn)定性大于H-S鍵；NH₃分子中的化學鍵均為單鍵，故氮原子采用sp³雜化；CO₂與COS原子數(shù)目相同、價電子總數(shù)相同，二者互為等電子體；一個NNNH₂NNH_2^NH₂分子中共含有11個σ鍵；
（2）碳原子核外有6個電子，根據(jù)構造原理、泡利原理、洪特規(guī)則可寫出基態(tài)碳（C）原子的軌道表示式；
（3）以立方體中的水分子為研究對象，每個水分子形成4條氫鍵；每一條氫鍵連接2個水分子，故冰晶體中氫鍵數(shù)目為水分子數(shù)目的2倍；
（4）在有機物分子中若某一個碳原子連接4個不同的原子或基團，則這種碳原子稱為“手性碳原子”．圖中下邊五元環(huán)上的4個碳均為手性碳原子；圖中碳原子形成的化學鍵有單鍵和雙鍵兩種，單鍵碳原子為sp³雜化，雙鍵碳原子為sp²雜化，碳原子的雜化方式共有2種．

解答 解：（1）A．第2周期到第4周期中，第ⅤA族元素的原子第一電離能比第ⅥA族大，氧元素的第一電離能小于氮元素的第一電離能，故A錯；
B．熱穩(wěn)定性是化學性質，取決于共價鍵的強弱，H₂O的熱穩(wěn)定性強于H₂S是因為H-O鍵的穩(wěn)定性大于H-S鍵，故B錯；
C．NH₃分子中的化學鍵均為單鍵，故氮原子采用sp³雜化，故C錯；
D．CO₂與COS原子數(shù)目相同、價電子總數(shù)相同，二者互為等電子體，故D正確；
E．一個NNNH₂NNH_2^NH₂分子中共含有11個σ鍵，故E錯．
故答案為：ABC；
（2）碳原子核外有6個電子，根據(jù)構造原理、泡利原理、洪特規(guī)則可寫出基態(tài)碳（C）原子的軌道表示式，為，
故答案為：
（3）以立方體中的水分子為研究對象，每個水分子形成4條氫鍵；每一條氫鍵連接2個水分子，故冰晶體中氫鍵數(shù)目為水分子數(shù)目的2倍．
故答案為：4；2；
（4）在有機物分子中若某一個碳原子連接4個不同的原子或基團，則這種碳原子稱為“手性碳原子”．圖中下邊五元環(huán)上的4個碳均為手性碳原子；圖中碳原子形成的化學鍵有單鍵和雙鍵兩種，單鍵碳原子為sp³雜化，雙鍵碳原子為sp²雜化，碳原子的雜化方式共有2種，
故答案為：4；2．

點評 本題考查物質結構有關知識，解答本題應注意以下三點：（1）雜化類型的判斷方法；（2）冰晶體中氫鍵數(shù)目與水分子數(shù)目的關系；（3）碳原子的成鍵特點，題目難度中等．