Question

20．氟及氟產品在工農業(yè)生產中應用非常廣泛，回答下列問題：
（1）基態(tài)氟原子核外電子的運動狀態(tài)有9種，這些電子的電子云形狀有2種；氟原子的外圍電子排布式為2s²2p⁵．
（2）NaHF₂（氟化氫鈉）電解可制氟氣，NaHF₂中所含作用力的類型有離子鍵、共價鍵、氫鍵；與HF₂^-互為等電子體的分子有CO₂（或Na₂O）（舉一例）．
（3）N₂F₂（二氟氮烯）分子中，氮原子的雜化軌道類型為sp²，畫出N₂F₂可能的結構式．
（4）三氟化硼乙醚（如圖1）的熔點為-58℃，沸點為126～129℃，它屬于分子晶體．
（5）氟化鈣的晶胞結構如圖2所示，晶胞參數α=0.555pm．
①Ca²⁺、F^-的配位數分別為8和4．
②列式表示氟化鈣晶體的密度：ρ=$\frac{4×78}{{N}_{A}•（{5.55×1{0}^{-6}）}^{3}}$g•cm^-3（不必計算出結果）．

Answer 1

分析 （1）原子核外含有多少電子，核外電子的運動狀態(tài)就有幾種；氟原子含有s和p兩種類型的軌道，則電子云有2種；氟原子最外層為L層，含有7個電子，據此寫出外圍電子排布式；
（2）NaHF₂中含有離子鍵、共價鍵，F的電負性較強，還存在氫鍵；
（3）N₂F₂（二氟氮烯）分子中存在氮氮雙鍵和兩個N-F鍵，據此畫出其結構式，在根據N原子形成的σ鍵數目判斷雜化類型；
（4）根據三氟化硼乙醚的熔點、沸點大小進行判斷其晶體類型；
（5）①根據圖示的晶胞結構判斷鈣離子、氟離子的配位數；
②該晶胞為立方體結構，根據棱長計算出該晶胞體積，再結合ρ=$\frac{m}{V}$計算出氟化鈣晶體的密度．

解答 解：（1）基態(tài)氟原子核外含有9個電子，則其核外電子的運動狀態(tài)有9種；氟原子核外含有2s軌道和p軌道兩種軌道，則氟原子的電子的電子云形狀有2種；氟原子的外圍含有7個電子，其外圍電子排布式為：2s²2p⁵，
故答案為：9；2；2s²2p⁵；
（2）NaHF₂為離子化合物，存在離子鍵，H-F鍵為共價鍵，F的電負性較強，還存在氫鍵，
故答案為：離子鍵、共價鍵、氫鍵；CO₂（或Na₂O）；
（3）N₂F₂（二氟氮烯）分子中，氮原子形成了3個σ鍵和1個π鍵，則其雜化軌道類型為sp²；N₂F₂可能的結構式為：，
故答案為：sp²；；
（4）三氟化硼乙醚（如圖1）的熔點為-58℃，沸點為126～129℃，其熔沸點降低，應該屬于分子晶體，
故答案為：分子；
（5）①在CaF₂晶胞中每個Ca²⁺連接4個氟離子，但在下面一個晶胞中又連接4個氟離子，所以其配位數為8；在CaF₂晶胞中每個F^-連接4個鈣離子，所以其配位數為4，
故答案為：8；4；
②該晶胞中含有鈣離子個數=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，氟離子在該晶胞的內部，所以氟離子個數是8，該晶胞中含有4個CaF₂，該晶胞的體積為：V=（5.55×10^-6）³cm³，該晶胞的密度為：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{4×78}{{N}_{A}•（{5.55×1{0}^{-6}）}^{3}}$，
故答案為：ρ=$\frac{4×78}{{N}_{A}•（{5.55×1{0}^{-6}）}^{3}}$．

點評 本題考查了晶胞計算，題目難度中等，涉及原子核外電子排布、原子軌道雜化方式及雜質類型、晶胞結構及計算等知識，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查學生的分析、理解能力及化學計算能力，注意掌握晶胞的結構及計算方法，明確原子核外電子排布規(guī)律及原子軌道雜化類型的判斷方法．