Question

12．氧元素與多種元素具有親和力，所形成化合物的種類僅次于碳元素．
（1）氮、氧、氟元素的第一電離能從大到小的順序?yàn)镕＞N＞O，氧元素與氟元素能形成OF₂分子，該分子的空間構(gòu)型為V形．
（2）根據(jù)等電子原理，判斷NO₂⁺離子中，氮原子軌道的雜化類型為sp，1mol NO₂⁺所含π鍵的數(shù)目為2N_A．
（3）氧元素與過渡元素可以形成多種價(jià)態(tài)的金屬氧化物．如鉻可生成Cr₂O₃、CrO₃、CrO₅等，試寫出Cr³⁺核外電子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³．
（4）鈣在氧氣中燃燒時(shí)得到一種鈣的氧化物晶體，其結(jié)構(gòu)如圖所示：由此可判斷該鈣的氧化物的化學(xué)式為CaO₂．

Answer 1

分析 （1）同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素；OF₂分子中O原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且含有2個(gè)孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷該分子空間構(gòu)型；　
（2）NO₂⁺離子中N原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=2+$\frac{5-1-2×2}{2}$=2，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷N原子雜化方式；該離子和二氧化碳是等電子體，結(jié)構(gòu)相似，則每個(gè)NO₂⁺離子中含有2個(gè)π鍵；
（3）Cr是24號(hào)元素，其原子核外有24個(gè)電子，Cr原子失去3個(gè)電子生成Cr³⁺，根據(jù)構(gòu)造原理書寫該離子核外電子排布式；
（4）黑色球?yàn)镃a、白色球?yàn)镺，根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中鈣離子與O₂^2-的數(shù)目，從而確定其化學(xué)式．

解答 解：（1）同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，所以第一電離能大小順序是F＞N＞O；OF₂分子中O原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且含有2個(gè)孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷該分子空間構(gòu)型為V形，
故答案為：F＞N＞O；V；　
（2）NO₂⁺離子中N原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=2+$\frac{5-1-2×2}{2}$=2，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷N原子雜化方式為sp；該離子和二氧化碳是等電子體，結(jié)構(gòu)相似，則每個(gè)NO₂⁺離子中含有2個(gè)π鍵，所以1mol NO₂⁺所含π鍵的數(shù)目為2N_A，
故答案為：sp；2N_A；
（3）Cr是24號(hào)元素，其原子核外有24個(gè)電子，Cr原子失去3個(gè)電子生成Cr³⁺，根據(jù)構(gòu)造原理書寫該離子核外電子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³；
（4）由晶體的晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，O₂^2-占據(jù)棱點(diǎn)和體心，個(gè)數(shù)為12×$\frac{1}{4}$+1=4，鈣離子占據(jù)頂點(diǎn)和面心，個(gè)數(shù)為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，個(gè)數(shù)比為1：1，則化學(xué)式為CaO₂，
故答案為：CaO₂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，涉及電離能、核外電子排布、雜化理論、分子構(gòu)型判斷、晶胞計(jì)算等，側(cè)重考查學(xué)生分析、判斷及計(jì)算能力，注意第一電離能規(guī)律中的反�，F(xiàn)象，題目難度不大．