Question

【題目】鉑鈷合金是以鉑為基含鈷二元合金，在高溫下，鉑與鉆可無限互溶，其固體為面心立方晶格。鉑鉆合金磁性極強(qiáng)，磁穩(wěn)定性較高，耐化學(xué)腐蝕性很好，主要用于航天航空儀表、電子鐘表、磁控管等。氟及其化合物CuF用途非常廣泛。回答下列問題：

(1)聚四氟乙烯是一種準(zhǔn)晶體，準(zhǔn)晶體是一種無平移周期序，但有嚴(yán)格準(zhǔn)周期位置序的獨(dú)特晶體，可通過________________方法區(qū)分晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體。

(2)基態(tài)F原子的價(jià)層電子排布圖(軌道表達(dá)式)為________________。

(3) [H2F]+[SbF6]ˉ (氟銻酸)是一種超強(qiáng)酸，存在[H2F]+，該離子的空間構(gòu)型為______________，與[H2F]+具有相同空間構(gòu)型且中心原子與F原子同周期的分子是_____________。

(4)NH4F(氟化銨)可用于玻璃的蝕刻防腐劑、消毒劑。中心原子的雜化類型是____________；氟化銨中存在_______________(填字母)。

A.離子鍵 B.σ鍵 C.π鍵 D.氫鍵

(5)SF4被廣泛用作高壓電氣設(shè)備的絕緣介質(zhì)。SF4是一種共價(jià)化合物，可通過類似于Bom-Haber循環(huán)能量構(gòu)建能量圖計(jì)算相關(guān)鍵能。則F-F鍵的鍵能為_____kJ/mol，S-F鍵的鍵能為______ kJ/mol。

(6)CuCl的熔點(diǎn)為326℃，能升華，熔化呈液態(tài)時(shí)不導(dǎo)電；CuF的熔點(diǎn)為1008℃，熔化呈液態(tài)時(shí)能導(dǎo)電。

①CuF中Cu+的基態(tài)價(jià)電子排布式________銅元素位于元素周期________區(qū)，金屬Cu的堆積模型為__________________。

②CuF的熔點(diǎn)比CuCl的高，原因是______________

③已知NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，CuF的密度為7.1g/cm3，晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則CuF的晶胞參數(shù)a=_______nm(列出計(jì)算式)

Answer 1

【答案】X-射線衍射實(shí)驗(yàn) V形 H2O sp3 AB 155 327 3d10 ds 面心立方最密堆積 CuF為離子晶體，CuCl為分子晶體 ×107

【解析】

(2)根據(jù)核外電子排布規(guī)律寫出F的核外電子排布，再畫出價(jià)電子排布圖；

(3)根據(jù)同族替換和等量代換原則找等電子體，等電子體具有相同的空間構(gòu)型；

(4)根據(jù)價(jià)層電子對互斥理論判斷原子的雜化方式；

(5)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將1mol氣態(tài)分子解離為氣態(tài)原子所需的能量；

(6)離子晶體熔沸點(diǎn)高于分子晶體；根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中各微粒的數(shù)目，確定晶胞的質(zhì)量，根據(jù)計(jì)算晶胞參數(shù)。

(1)從外觀無法區(qū)分晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體，但用X光照射會(huì)發(fā)現(xiàn)：晶體對X射線發(fā)生衍射，非晶體不發(fā)生衍射，準(zhǔn)晶體介于二者之間，因此通過X-射線衍射實(shí)驗(yàn)可區(qū)分晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體；

(2)F的原子序數(shù)為9，核外電子排布式為1s22s22p5，價(jià)電子為2s22p5，因此基態(tài)F原子的價(jià)電子排布圖為；

(3)[H2F]+的中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為=4，含有兩對孤對電子，所以空間構(gòu)型為V形；原子總數(shù)相同，價(jià)電子總數(shù)相同的分子或離子互為等電子體，結(jié)構(gòu)相似，所以與[H2F]+具有相同空間構(gòu)型且中心原子與F原子同周期的分子是H2O；

(4)中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為4，所以為sp3雜化；NH4F中氟離子和銨根之間為離子鍵，銨根內(nèi)部共價(jià)鍵和配位鍵均為σ鍵，所以選AB；

(5)由圖象可知，3molF2(g)形成F(g)斷裂3molF-F鍵，吸收465kJ能量，則F-F鍵的鍵能為155kJmol-1；由圖可知1molS(g)和6molF(g)形成SF6(g)要形成6molS-F鍵，放出1962kJ能量，則S-F的鍵能為kJmol-1=327kJmol-1；

(6)①Cu元素為29號(hào)元素，基態(tài)Cu原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，失去最外層一個(gè)電子形成Cu+，所以Cu+的價(jià)電子排布式為3d10；銅元素位于第四周期第IB族，所以屬于ds區(qū)；金屬銅為面心立方最密堆積；

②CuCl的熔點(diǎn)為426℃，熔化時(shí)幾乎不導(dǎo)電，應(yīng)為分子晶體，而CuF為離子晶體，一般離子晶體的熔沸點(diǎn)比分子晶體高，所以CuF比CuCl熔點(diǎn)高；

③根據(jù)均攤法，晶胞內(nèi)部黑球個(gè)數(shù)為4，晶體化學(xué)式為CuF，所以白球個(gè)數(shù)也為4，即晶胞中有4個(gè)亞銅離子和4個(gè)氟離子，所以晶胞的質(zhì)量為m=g，晶胞體積V=a3，晶體的密度，可解得a=×107nm。