Question

【題目】早在1913年就有報(bào)道說，在400℃以上AgI晶體的導(dǎo)電能力是室溫時(shí)的上萬(wàn)倍，可與電解質(zhì)溶液相比。

(1)已知Ag元素的原子序數(shù)為47，則Ag元素在周期表中的位置是_____________，屬于_____區(qū)，基態(tài)Ag原子的價(jià)電子排布式為__________。

(2)硫代硫酸銀(Ag2S2O3)是微溶于水的白色化合物，它能溶于過量的硫代硫酸鈉(Na2S2O3)溶液生成[Ag(S2O3)2]3-等絡(luò)陰離子。在[Ag(S2O3)2]3-中配位原子是______(填名稱)，配體陰離子的空間構(gòu)型是______，中心原子采用_____雜化。

(3)碘的最高價(jià)氧化物的水化物有HIO4(偏高碘酸，不穩(wěn)定)和H5IO6(正高碘酸)等多種形式，它們的酸性HIO4_____ H5IO6(填：弱于、等于或強(qiáng)于)。氯、溴、碘的氫化物的酸性由強(qiáng)到弱排序?yàn)?/span>______(用化學(xué)式表示)，其結(jié)構(gòu)原因是______。

(4)在離子晶體中，當(dāng)0.414<r(陽(yáng)離子)：r(陰離子)<0.732時(shí)，AB型化合物往往采用和NaCl晶體相同的晶體結(jié)構(gòu)(如下圖1)。已知r(Ag+)：r(I-)=0.573，但在室溫下，AgI的晶體結(jié)構(gòu)如下圖2所示，稱為六方碘化銀。I－的配位數(shù)為______，造成AgI晶體結(jié)構(gòu)不同于NaCl晶體結(jié)構(gòu)的原因不可能是_______。

a． 幾何因素 b． 電荷因素 c． 鍵性因素

(5)當(dāng)溫度處于146～555℃間時(shí)，六方碘化銀轉(zhuǎn)化為α–AgI(如下圖)，Ag+可隨機(jī)地分布在四面體空隙和八面體空隙中，多面體空隙間又彼此共面相連。因此可以想象，在電場(chǎng)作用下，Ag+可從一個(gè)空隙穿越到另一個(gè)空隙，沿著電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)，這就不難理解α–AgI晶體是一個(gè)優(yōu)良的離子導(dǎo)體了。則在α–AgI晶體中，n(Ag+)﹕n(八面體空隙)﹕n(四面體空隙)= ______________。

Answer 1

【答案】第五周期IB族 ds 4d105s1 硫 四面體形 sp3 強(qiáng)于 HI>HBr>HCl 氯、溴、碘的原子半徑逐漸增大，H—Cl、 H—Br、 H—I的鍵長(zhǎng)逐漸增大，共價(jià)鍵鍵能逐漸減弱，所以HI更容易電離出H+，酸性更強(qiáng) 4 ab 1﹕3﹕6

【解析】

根據(jù)同族元素來確定Ag元素的位置和價(jià)電子排布式；由價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定雜化軌道和空間構(gòu)型；含氧酸中非羥基氧原子個(gè)數(shù)越多酸性越強(qiáng)；四面體空隙：由四個(gè)球體圍成的空隙，球體中心線圍成四面體；八面體空隙：由六個(gè)球圍成的空隙，球體中心線圍成八面體形；根據(jù)均攤法確定離子個(gè)數(shù)、八面體空隙和四面體空隙的個(gè)數(shù)。

(1)已知Ag元素的原子序數(shù)為47，第四周期有18種元素，47-18=29，29號(hào)元素為Cu，則Ag元素在周期表中應(yīng)在Cu的下方，Cu原子的價(jià)電子為3d104s1，Cu元素在第四周期IB族，屬于ds區(qū)，所以則Ag元素在周期表中的位置是第五周期IB族，屬于ds區(qū)，基態(tài)Ag原子的價(jià)電子排布式為4d105s1。

(2) 硫代硫酸根中因?yàn)榱虮妊醢霃礁��?所以與銀離子的親和性更好,所以[Ag(S2O3)2]3-中配位原子是硫；配體陰離子-的中心原子是硫，另一個(gè)硫原子相當(dāng)于氧原子，則中心原子硫的孤電子對(duì)數(shù)為，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4+0=4，所以空間構(gòu)型是四面體形，中心原子采用sp3雜化。

(3) H5IO6（）中含有5個(gè)羥基氫，為五元酸，含非羥基氧原子1個(gè)，HIO4為一元酸，含有1個(gè)羥基氫，含非羥基氧原子3個(gè)，含非羥基氧原子個(gè)數(shù)越多酸性越強(qiáng)，所以酸性HIO4強(qiáng)于H5IO6；氯、溴、碘的氫化物為HCl、 HBr、 HI，由于氯、溴、碘的原子半徑逐漸增大，H—Cl、 H—Br、 H—I的鍵長(zhǎng)逐漸增大，共價(jià)鍵鍵能逐漸減弱，所以HI更容易電離出H+，酸性更強(qiáng)，故酸性由強(qiáng)到弱排序?yàn)?/span>HI>HBr>HCl；

(4) 如下圖2，離I－最靠近的Ag+的有四個(gè)，所以I－配位數(shù)為4；由于r(Ag+)：r(I-)=0.573，在0.414<r(陽(yáng)離子)：r(陰離子)<0.732范圍內(nèi)，但是晶體結(jié)構(gòu)和NaCl晶體不同，所以a幾何因素不可以作為晶體結(jié)構(gòu)的原因；AgI和NaCl的陰陽(yáng)離子的電荷比相同，所以b電荷因素不可以作為晶體結(jié)構(gòu)的原因；Ag+和I-離子半徑大，受相反電荷離子的電場(chǎng)作用變成橢球形，不再維持原來的球形，離子鍵就向共價(jià)鍵過渡，它們的成鍵具有離子鍵和共價(jià)鍵的雙重特性，其離子鍵的純粹程度不高，離子鍵的純粹程度簡(jiǎn)稱鍵性因素，所以造成AgI晶體結(jié)構(gòu)不同于NaCl晶體結(jié)構(gòu)的原因是鍵性因素，答案選ab。

(5)如圖取最小的單元，八面體空隙在面心(6個(gè))和棱上(12個(gè))，有個(gè)，四面體空隙在面心，每個(gè)面心四個(gè)，有個(gè)，每個(gè)晶胞含有個(gè)離子，則n(Ag+)﹕n(八面體空隙)﹕n(四面體空隙)=2﹕6﹕12= 1﹕3﹕6。