Question

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(jié)晶學技術(shù)標出了構(gòu)成核糖體的無數(shù)個原子每個所在的位置．
（1）蛋白質(zhì)和核糖均由H、C、N、O、S等元素組成，以下說法不正確的是

 

．
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）原子的軌道表示式為

 

．

（3）水也是生命必需物質(zhì)．冰是人們迄今已知的由一種簡單分子堆積出結(jié)構(gòu)花樣最多的化合物．其中冰-Ⅶ的晶體結(jié)構(gòu)為一個如右圖所示的立方晶胞，每個水分子可與周圍

 

個水分子以氫鍵結(jié)合，晶體中，1mol水可形成

 

mol氫鍵．
（4）生命活動中的另一種重要化合物的結(jié)構(gòu)如右圖：該分子中的手性碳原子共有

 

個，碳原子的雜化方式共有

 

種．

Answer 1

考點：元素周期律的作用,晶胞的計算,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷,含有氫鍵的物質(zhì)

專題：原子組成與結(jié)構(gòu)專題,化學鍵與晶體結(jié)構(gòu)

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(zhì)，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(gòu)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(zhì)，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(gòu)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：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(guān)系；（3）碳原子的成鍵特點．