Question

8．金屬鎂及其化合物在生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面有廣泛的應(yīng)用．
（1）基態(tài)鎂原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²，鎂元素與其同周期的鈉元素和鋁元素相比，第一電離能由大到小的順序為Mg＞Al＞Na（用元素符號表示）．
（2）MgSO₄可用于造紙、紡織、陶瓷、油漆工業(yè)等，其中SO₄^2-的空間構(gòu)型為正四面體（用文字描述），中心原子的雜化軌道類型是sp³，寫出一種與SO₄^2-互為等電子體的分子的化學式：CCl₄、PO₄^3-、SiO₄^4-．
（3）金屬鎂的有機化合物，如CH₃MgCl稱為格式試劑，可與醛類物質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)生成醇類物質(zhì)．飽和一元醇的沸點比與其相對分子質(zhì)量接近的烷烴的沸點高（填“高”或“低”），其原因是CH₃MgCl水解可生成最的有機物和一種堿式鹽，該水解反應(yīng)的化學方程式為2CH₃MgCl+2H₂O=Mg（OH）₂↓+MgCl₂+2CH₄↑．
（4）與鎂元素同主族的鈣元素形成的氟化鈣晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示．設(shè)N_A代表阿伏伽德羅常數(shù)的值，晶體的密度為ρg•cm^-3．
①該晶胞中含有陰離子數(shù)為8，陽離子的配位數(shù)為8．
②晶胞邊長a=$\frac{444}{ρ{N}_{A}}$cm（用含ρ、N_A的代數(shù)式表示）

Answer 1

分析 （1）判斷元素原子的核外電子數(shù)，再根據(jù)核外電子排布規(guī)律來寫電子排布式；元素的金屬性越強，第一電離能越小，但Mg原子由于最外層s軌道電子處于全滿穩(wěn)定狀態(tài)；
（2）根據(jù)SO₄^2-中心原子含有的共價鍵個數(shù)與孤電子對個數(shù)之和確定其空間構(gòu)型和雜化方式；原子個數(shù)相等且價電子數(shù)相等的微粒為等電子體；
（3）醇分子間存在氫鍵，作用力較強，沸點高；CH₃MgCl水解生成氫氧化鎂、氯化鎂和甲烷；
（4）①根據(jù)均攤法計算陰陽離子的數(shù)目；
②根據(jù)晶胞密度$ρ=\frac{m}{V}$計算．

解答 解：（1）Mg元素為12號元素，原子核外有12個電子，所以核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²．
Mg原子最外層s電子全滿，為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，金屬性強的第一電離能小，則第一電離能由大到小的順序為Mg＞Al＞Na，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²；Mg＞Al＞Na；
（2）SO₄^2-中S原子價層電子對=4+$\frac{1}{2}$（6+2-4×2）=4，且不含孤電子對，所以其立體構(gòu)型是正四面體，硫原子采取sp³雜化；原子個數(shù)相等且價電子數(shù)相等的微粒為等電子體，與SO₄^2-互為等電子體的微粒為：CCl₄、PO₄^3-、SiO₄^4-，
故答案為：正四面體；sp³；CCl₄、PO₄^3-、SiO₄^4-；
（3）醇分子間存在氫鍵，作用力較強，沸點高．CH₃MgCl水解生成氫氧化鎂、氯化鎂和甲烷，水解方程式為：2CH₃MgCl+2H₂O=Mg（OH）₂↓+MgCl₂+2CH₄↑，
故答案為：高；2CH₃MgCl+2H₂O=Mg（OH）₂↓+MgCl₂+2CH₄↑；
（4）①晶胞中含有陰離子數(shù)為8，陽離子的數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，以頂點陽離子為例，在每個晶胞中均有一個陰離子，故陽離子的配位數(shù)為8．
故答案為：8；8；
②晶胞中含有陰離子數(shù)為8，陽離子的數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞質(zhì)量m=$\frac{35.5×8+40×4}{{N}_{A}}$，晶胞體積V=a³，晶胞密度$ρ=\frac{m}{V}$=$\frac{444}{{N}_{A}•{a}^{3}}$，故a=$\frac{444}{ρ{N}_{A}}$，
故答案為：$\frac{444}{ρ{N}_{A}}$．

點評 本題主要考查了原子核外電子排布、原子軌道雜化方式及雜化類型判斷、晶胞計算等知識，注意利用均攤法計算晶胞中各種原子個數(shù)，解題關(guān)鍵是仔細觀察晶胞結(jié)構(gòu)圖．