Question

【題目】鹵素的單質(zhì)和化合物種類很多，我們可以利用所學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的相關(guān)知識(shí)去認(rèn)識(shí)和理解它們。回答下列問題：

(1)溴原子的價(jià)層電子排布圖為_______。根據(jù)下表提供的第一電離能數(shù)據(jù)，判斷最有可能生成較穩(wěn)定的單核陽離子的鹵素原子是________(填元素符號(hào))。

	氟	氯	溴	碘
第一電離能/ (kJ·mol－1)	1 681	1 251	1 140	1 008

(2)氫氟酸在一定濃度的溶液中主要以二分子締合[(HF)2]形式存在，使氟化氫分子締合的相互作用是____________。碘在水中溶解度小，但在碘化鉀溶液中明顯增大，這是由于發(fā)生反應(yīng)：I－＋I2=I3-，CsICl2與KI3類似，受熱易分解，傾向于生成晶格能更大的物質(zhì)，試寫出CsICl2受熱分解的化學(xué)方程式：_________________________________。

(3)ClO2-中心氯原子的雜化軌道類型為________，與ClO2-具有相同立體構(gòu)型和鍵合形式的物質(zhì)的化學(xué)式為____________(寫出一個(gè)即可)。

(4)如圖甲為碘晶體晶胞結(jié)構(gòu)，平均每個(gè)晶胞中有________個(gè)碘原子，碘晶體中碘分子的配位數(shù)為____________。

　　

(5)已知NA為阿伏加德羅常數(shù)，CaF2晶體密度為ρ g·cm－3，其晶胞如圖乙所示，兩個(gè)最近Ca2＋核間距離為a nm，則CaF2的相對(duì)分子質(zhì)量可以表示為____________。

Answer 1

【答案】 I 氫鍵 CsICl2CsCl＋ICl sp3 Cl2O(或OF2等) 8 12 a3ρ NA×10－21

【解析】

（1）Br原子的價(jià)電子排布式為4s24p5；元素的第一電離能越小，失電子能力越強(qiáng)，越容易失電子成為陽離子；

（2）氫鍵能使HF分子之間締合；碘在水中的溶解度小，在碘化鉀溶液中明顯增大，是由于I－＋I2=I3-，CsICl2與KI3類似，受熱易分解，傾向于生成晶格能更大的物質(zhì)CsCl，同時(shí)生成ICl，據(jù)此寫出方程式；

（3）ClO2-中心Cl原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)=2+=4，且含有兩個(gè)孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷雜化軌道類型，等電子體空間構(gòu)型和鍵合形式相似；

（4）利用均攤法計(jì)算；

（5）該晶胞中F-為8個(gè)，Ca2+為8×+6×=4，兩個(gè)最近Ca2+核間距為a nm=a×10-7cm，晶胞棱長=a×10-7cm，晶胞的體積V為(a×10-7)3cm3，則=，代入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。

（1）Br原子的價(jià)電子排布式為4s24p5，價(jià)層電子排布圖為；元素的第一電離能越小，失電子能力越強(qiáng)，越容易失電子成為陽離子，由表格中的數(shù)據(jù)可知，易形成陽離子的是I；

（2）氫鍵能使HF分子之間締合，所以氫鍵導(dǎo)致HF分子締合；I2在水中溶解度小，在碘化鉀溶液中明顯增大，是由于I－＋I2=I3-，CsICl2與KI3類似，受熱易分解，傾向于生成晶格能更大的物質(zhì)為CsCl，同時(shí)生成ICl，方程式為：CsICl2CsCl＋ICl；

（3）ClO2-中心Cl原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)=2+=4，且含有兩個(gè)孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論可知雜化軌道類型為sp3，等電子體空間構(gòu)型和鍵合形式相似，與該離子具有相同立體構(gòu)型和鍵合形式的有Cl2O(或OF2等)；

（4）平均每個(gè)晶胞中碘原子的個(gè)數(shù)=（8×+6×）×2=8；碘晶體中碘分子的配位數(shù)=3×8÷2=12；

（5）該晶胞中F-為8個(gè)，Ca2+為8×+6×=4，兩個(gè)最近Ca2+核間距為a nm=a×10-7cm，晶胞棱長=a×10-7cm，晶胞的體積V為(a×10-7)3cm3，則=，M==g/mol=a3ρ NA×10－21 g/mol，則CaF2的相對(duì)分子質(zhì)量可以表示為a3ρ NA×10－21。