Question

2．硒（Se），是一種非金屬元素．可以用作光敏材料、電解錳行業(yè)催化劑、動(dòng)物體必需的營(yíng)養(yǎng)元素和植物有益的營(yíng)養(yǎng)元素等．請(qǐng)回答下列問題：
（1）Se原子的核外電子排布式為[Ar]3d¹⁰4s²4p⁴或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁴．
（2）比較As的第一電離能比Se大（填“大”或“小”）．
（3）SeO₄^2-中Se-O的鍵角比SeO₃的鍵角�。ㄌ睢按蟆被颉靶　保┰�因是SeO₄^2-空間構(gòu)型為正四面體，鍵角109⁰28′，SeO₃空間構(gòu)型為平面三角形，鍵角120⁰ 
（4）H₂SeO₄比H₂SeO₃水溶液的酸性強(qiáng)．
（5）硒單質(zhì)是紅色或灰色粉末，帶灰色金屬光澤的準(zhǔn)金屬，灰硒的晶體為六方晶胞結(jié)構(gòu)，原子排列為無限螺旋鏈，分布在六方晶格上，同一條鏈內(nèi)原子作用很強(qiáng)，相鄰鏈之間原子作用較弱，其螺旋鏈狀圖、晶胞結(jié)構(gòu)圖和晶胞俯視圖．

螺旋鏈中Se原子的雜化方式為sp³雜化．己知正六棱柱的邊長(zhǎng)為acm，高為b cm，阿伏加德羅常數(shù)為N_Amol^-1，則該晶胞中含有的Se原子個(gè)數(shù)為9，該晶體的密度為$\frac{158\sqrt{3}}{{a}^{2}•b•{N}_{A}}$g/cm³ （用含N_A、a、b的式子表示）．

Answer 1

分析 （l）硒是34號(hào)元素，基態(tài)原子核外有34個(gè)電子，根據(jù)能量最低原則、泡利不相容原理和洪特規(guī)則綜合考慮，寫出核外電子排布式；
（2）同周期元素從左到右第一電離能逐漸增大，As的4p能級(jí)含有3個(gè)電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能較高；
（3）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定其空間構(gòu)型，價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)，根據(jù)空間構(gòu)型判別鍵角大�。�
（4）H₂SeO₃的分子結(jié)構(gòu)為，Se為+4價(jià)，而H₂SeO₄的分子結(jié)構(gòu)為，Se為+6價(jià)，后者Se原子吸電子能力強(qiáng)；
（5）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論來分析，價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)，σ鍵個(gè)數(shù)=配原子個(gè)數(shù)；利用均攤法計(jì)算晶胞中Se原子，注意頂點(diǎn)原子為6個(gè)晶胞共用；根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算．

解答 解：（1）Se所含質(zhì)子數(shù)為34，原子核外電子數(shù)為34，核外電子排布式為：[Ar]3d¹⁰4s²4p⁴或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁴，
故答案為：[Ar]3d¹⁰4s²4p⁴或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁴；
（2）同周期元素從左到右第一電離能逐漸增大，As的4p能級(jí)含有3個(gè)電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能較高，則第一電離能As＞Se，
故答案為：大；
（3）SeO₄^2-中Se形成4個(gè)σ鍵，孤對(duì)電子數(shù)為$\frac{6+2-2×4}{2}$=0，為sp³雜化，為正四面體結(jié)構(gòu)，鍵角109⁰28′，SeO₃分子中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+$\frac{1}{2}$（6-3×2）=3，且不含孤電子對(duì)，所以為平面三角形結(jié)構(gòu)，鍵角120⁰，所以SeO₄^2-中Se-O的鍵角比SeO₃的鍵角小，
故答案為：小； SeO₄^2-空間構(gòu)型為正四面體，鍵角109⁰28，SeO₃空間構(gòu)型為平面三角形，鍵角120⁰；
（4）H₂SeO₃的分子結(jié)構(gòu)為，Se為+4價(jià)，而H₂SeO₄的分子結(jié)構(gòu)，Se為+6價(jià)，后者Se原子吸電子能力強(qiáng)，導(dǎo)致Se-O-H中的O原子更向Se偏移，則羥基上氫原子更容易電離出H⁺，
故答案為：強(qiáng)；
（5）螺旋鏈中每個(gè)Se原子形成2個(gè)共價(jià)鍵，另外含有孤電子對(duì)=$\frac{6-2×1}{2}$=2，所以Se原子采用sp³雜化，Se原子間形成正六棱柱，位于面心與頂點(diǎn)，從晶胞的俯視圖可知晶胞中Se原子數(shù)目為6×$\frac{1}{2}$+12×3×$\frac{1}{6}$=9，體積V=$\frac{\sqrt{3}}{4}$×a²×6×b，ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{9×79}{\frac{\sqrt{3}}{4}×{a}^{2}×6×b×{N}_{A}}$=$\frac{158\sqrt{3}}{{a}^{2}•b•{N}_{A}}$，
故答案為：sp³雜化；9；$\frac{158\sqrt{3}}{{a}^{2}•b•{N}_{A}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查核外電子排布、第一電離能、原子的雜化、鍵角大小比較、晶胞的結(jié)構(gòu)及計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，題目中等難度，解題的難點(diǎn)在于對(duì)晶胞結(jié)構(gòu)的觀察和空間想象．