Question

【題目】核安全與放射性污染防治已引起世界各國的廣泛重視。在爆炸的核電站周圍含有放射性物質(zhì)碘131和銫137。碘131一旦被人體吸入，可能會引發(fā)甲狀腺疾病。

（1）Cs(銫)的價電子排布式為6s1，與銫同主族的前四周期(包括第四周期)的三種元素X、Y、Z的第一電離能如下表：

元素代號	X	Y	Z
第一電離能/(kJ·mol－1)	520	496	419

上述三種元素X、Y、Z的元素符號分別為________，基態(tài)Z原子的核外電子排布式為________，X形成的單質(zhì)晶體中含有的化學鍵類型是________。

（2）F與I同主族，BeF2與H2O都是由三個原子構成的共價化合物分子，二者分子中的中心原子Be和O的雜化方式分別為________、________，BeF2分子的立體構型是________，H2O分子的立體構型是________。

（3）與碘同主族的氯具有很強的活潑性，能形成大量的含氯化合物。BCl3分子中B—Cl鍵的鍵角為________。

（4）131I2晶體的晶胞結構如圖甲所示，該晶胞中含有________個131I2分子；KI的晶胞結構如圖乙所示，每個K＋緊鄰________個I－。

甲　　　　　　　　 乙

（5）KI晶體的密度為ρ g·cm－3，K和I的摩爾質(zhì)量分別為MK g·mol－1和MIg·mol－1，原子半徑分別為rKpm和rIpm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則KI晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為________。

Answer 1

【答案】Li、Na、K1s22s22p63s23p64s1金屬鍵spsp3直線形V形120°46×100%

【解析】

(1)由銫的最外層電子排布式為6s1，可知X、Y、Z為第ⅠA族，而ⅠA族前四周期的元素分別為H、Li、Na、K，又由提供的X、Y的第一電離能的差值與Y、Z的第一電離能的差值相差不大可知，X、Y、Z不可能有H元素，而同主族元素隨著電子層數(shù)的增加，第一電離能逐漸減小，故X、Y、Z分別為Li、Na、K；都是金屬單質(zhì)，微粒均以金屬鍵結合；K原子核電荷數(shù)為19，,核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s1；綜上所述，本題答案是：Li、Na、K；1s22s22p63s23p64s1 ；金屬鍵。
（2）BeF2分子內(nèi)中心原子為Be，其價電子數(shù)為2，F(xiàn)提供2個電子，所以Be原子的價層電子對數(shù)為（2+2）/2=2，Be原子的雜化類型為sp雜化，為直線形分子；H2O分子的中心原子為O，其價電子數(shù)為6，H提供2個電子，所以O原子的價層電子對數(shù)為(6+2)/2=4，O原子雜化類型為sp3，為V形分子，故答案為：sp、sp3；直線形；V形。

(3)硼原子價電子數(shù)為3，Cl提供3個電子，硼原子的價層電子對數(shù)為(3+3)/2=3，因價層電子對中沒有孤對電子，故BCl3為平面正三角形結構，分子中B-Cl鍵的鍵角為120°；綜上所述，本題答案是：120°。
(4)由碘晶胞可知，I2在晶胞的8個頂點和6個面上，故一個晶胞中含有4個I2分子；KI晶胞與NaCl晶胞結構相似，每個K+緊鄰6個I-；綜上所述，本題答案是：4、6。
(5)根據(jù)均攤法計算，K：8×1/8+6×1/2＝4，I：12×1/4+1=4，故其晶胞中原子所占的體積V1=(4/3πr3K×4+4/3πr3I×4)×10-30，晶胞的體積V2=m/ρ=[4×(MK+M1)]/NAρ，故KI晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為V1/V2×100%= ×100%；綜上所述，本題答案是： ×100%。