Question

【物質結構與性質】
海洋是巨大的資源寶庫，鹵化物具備廣泛的用途．
（1）“蛟龍”號潛水器通過機械手成功從海底取得“多金屬結核”樣本，樣本含鐵、錳等多種金屬．基態(tài)錳原子的電子排布式為

 

．
（2）“可燃冰”是蘊藏于海底的一種潛在能源．它由盛有甲烷、氮氣、氧氣、硫化氫等分子的水分子籠構成．水分子間通過

 

相互結合構成水分子籠．N、O、S元素第一電離能由大到小的順序為

 

（填元素符號）．
（3）BCl₃可用于半導體摻雜工藝及高純硅制造．BCl₃分子中B原子的軌道雜化方式為

 

，由第2周期元素組成的與BCl₃互為等電子體的陰離子為

 

（填離子符號）．
（4）螢石（CaF₂）是制取HF和F₂的重要原料，其晶胞結構如圖所示．該晶胞中擁有Ca²⁺的數(shù)目為

 

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Answer 1

考點：晶胞的計算,原子核外電子排布,元素電離能、電負性的含義及應用

專題：原子組成與結構專題,化學鍵與晶體結構

分析：（1）處于最低能量的原子叫做基態(tài)原子，基態(tài)電子排布遵循能量最低原理、保里不相容原理和洪特規(guī)則，以此解答該題；
（2）水分子間存在氫鍵；同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大的趨勢，但第IIA族和第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素；同主族從上到下，元素的第一電離逐漸減小；
（3）根據(jù)價層電子對互斥理論確定中心原子的雜化方式；根據(jù)價電子數(shù)相等、原子個數(shù)相等的微粒為等電子體；
（4）利用均攤法確定每個晶胞中含有的大球、小球個數(shù)結合化學式來確定Ca²⁺的數(shù)目．

解答： 解：（1）鎵是25號元素，核外有25個電子，基態(tài)錳原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²；
（2）水分子間存在氫鍵，水分子間通過氫鍵相互結合構成水分子籠；
同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大的趨勢，但第IIA族和第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，同主族從上到下，元素的第一電離能逐漸減小，所以N、O、S三種元素的第一電離能由大到小的順序為：N＞O＞S；
故答案為：氫鍵；N＞O＞S；
（3）BCl₃中的B原子的價層電子對數(shù)是3且不含孤電子對，所以B原子屬于sp²雜化；由第2周期元素組成的與BCl₃互為等電子體的陰離子為：NO₃^-或CO₃ ^2-；
故答案為：sp²；NO₃^-或CO₃ ^2-；
（4）CaF₂晶胞中含有小球個數(shù)=8×

1

8

+6×

1

2

=4，大球在該晶胞的內部，共有8個，所以小球是鈣離子，該晶胞中擁有Ca²⁺的數(shù)目為4，故答案：4．

點評：本題考查了電子排布式、氫鍵、第一電離能變化規(guī)律、晶胞中離子個數(shù)的判斷，會利用均攤法確定晶胞中含有原子或離子的個數(shù)，難度不大．