Question

19．鹵族元素的單質(zhì)和化合物很多，我們可以利用所學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的相關(guān)知識(shí)去認(rèn)識(shí)和理解它們．
（1）鹵族元素位于元素周期表的P區(qū)；溴的價(jià)電子排布式為4S²4P⁵．
（2）在一定濃度的溶液中，氫氟酸是以二分子締合（HF）₂形式存在的．使氫氟酸分子締合的作用力是氫鍵．
（3）請(qǐng)根據(jù)表提供的第一電離能數(shù)據(jù)判斷，最有可能生成較穩(wěn)定的單核陽(yáng)離子的鹵素原子是碘（寫出名稱）．

	氟	氯	溴	碘
第一電離能（kJ/mol）	1681	1251	1140	1008

（4）已知碘酸（HIO₃）和高碘酸（H₅IO₆）的結(jié)構(gòu)分別如圖1I、II所示：

請(qǐng)比較二者酸性強(qiáng)弱：HIO₃＞ H₅IO₆（填“＞”、“＜”或“=”）．
（5）已知ClO₂^-為角型，中心氯原子周圍有四對(duì)價(jià)層電子．ClO₂^-中心氯原子的雜化軌道類型為sp³，寫出一個(gè)ClO₂^-的等電子體Cl₂O．
（6）圖2為碘晶體晶胞結(jié)構(gòu)．有關(guān)說(shuō)法中正確的是AD．
A．碘分子的排列有2種不同的取向，2種取向不同的碘分子以4配位數(shù)交替配位形成層結(jié)構(gòu)
B．用均攤法可知平均每個(gè)晶胞中有4個(gè)碘原子
C．碘晶體為無(wú)限延伸的空間結(jié)構(gòu)，是原子晶體
D．碘晶體中存在的相互作用有非極性鍵和范德華力
（7）已知CaF₂晶體（見圖3）的密度為ρg/cm³，N_A為阿伏加德羅常數(shù)，棱上相鄰的兩個(gè)Ca²⁺的核間距為a cm，則CaF₂的相對(duì)分子質(zhì)量可以表示為$\frac{{a}^{3}ρ{N}_{A}}{4}$．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)基態(tài)原子核外電子排布式中最后填入電子名稱確定區(qū)域名稱，溴是35號(hào)元素，最外層電子為其價(jià)電子，4s能級(jí)上排列2個(gè)電子，4p能級(jí)上排列5個(gè)電子；
（2）根據(jù)氫鍵分析解答，HF分子之間存在氫鍵，使氫氟酸分子締合；
（3）元素的第一電離能越大，元素失電子能力越弱，得電子能力越強(qiáng)，元素的第一電離能越小，元素失電子能力越強(qiáng)，得電子能力越弱，則越容易形成陽(yáng)離子；
（4）根據(jù)含氧酸中，酸的元數(shù)取決于羥基氫的個(gè)數(shù)，含非羥基氧原子個(gè)數(shù)越多，酸性越強(qiáng)；
（5）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論來(lái)確定其雜化方式，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)；等電子體是具有相同的價(jià)電子數(shù)和相同原子數(shù)的微粒；
（6）碘為分子晶體，晶胞中占據(jù)頂點(diǎn)和面心，以此分析；
（7）利用均攤法確定該立方體中含有的離子，根據(jù)ρV=nM計(jì)算相對(duì)分子質(zhì)量．

解答 解：（1）根據(jù)構(gòu)造原理知，鹵族元素最后填入的電子為p電子，所以鹵族元素位于元素周期表的p區(qū)；溴是35號(hào)元素，最外層電子為其價(jià)電子，4s能級(jí)上排列2個(gè)電子，4p能級(jí)上排列5個(gè)電子，所以其價(jià)電子排布式為4s²4p⁵，
故答案為：p；4s²4p⁵；
（2）F是非金屬性最強(qiáng)的元素，所以HF分子間易形成氫鍵，所以使氫氟酸分子締合的作用力是氫鍵，
故答案為：氫鍵；
（3）鹵族元素包含：F、Cl、Br、I、At元素，元素的第一電離能越小，元素失電子能力越強(qiáng)，得電子能力越弱，則越容易形成陽(yáng)離子，根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，鹵族元素中第一電離能最小的是I元素，則碘元素易失電子生成簡(jiǎn)單陽(yáng)離子，
故答案為：碘；
（4）根據(jù)碘酸和高碘酸的結(jié)構(gòu)式及分子式可知，碘酸可寫成（HO）IO₂，有2個(gè)非羥基O原子，而高碘酸可寫成（HO）₅IO，只有1個(gè)非羥基O原子，非羥基O原子越多，I的正電性越高，導(dǎo)致I-O-H中O原子的電子向I偏移，越容易打理出氫離子，所以碘酸的酸性大于高碘酸的酸性，
故答案為：＞；
（5）ClO₂^-中心氯原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是2+1/2（7+1-4）=4，所以雜化軌道類型是sp³，ClO₂^-的等電子體中含有3個(gè)原子、20個(gè)價(jià)電子，所以其等電子體是Cl₂O或OF₂
故答案為：sp³； Cl₂O 或OF₂；
（6）A．碘分子的排列有2種不同的取向，分別是頂點(diǎn)和面心，每種取向的碘分子距離最近且相等的碘分子數(shù)都是4個(gè)，等于面對(duì)角線的一半，交替配位形成層結(jié)構(gòu)，故A正確；
B．用均攤法可知平均每個(gè)晶胞中有8×1/8+6×1/2=4個(gè)碘分子，有8個(gè)碘原子，故B錯(cuò)誤；
C．構(gòu)成碘晶體的微粒是碘分子，微粒間的作用力是分子間作用力，所以是分子晶體，不是原子晶體，故C錯(cuò)誤；
D．碘晶體中碘原子之間是非極性共價(jià)鍵，碘分子間是范德華力，故D正確；
故答案為：AD；
（7）根據(jù)均攤法，晶胞中紅球的個(gè)數(shù)是8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4個(gè)，黃球的個(gè)數(shù)8個(gè)，所以紅色球代表鈣離子，黃色球代表氟離子，棱上相鄰的兩個(gè)Ca²⁺的核間距為a cm，即晶胞的棱長(zhǎng)為acm，設(shè)氟化鈣的相對(duì)分子質(zhì)量是M，則晶胞體積V=a³，CaF₂密度為ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{M×4}{V{N}_{A}}$，則CaF₂的相對(duì)分子質(zhì)量M=$\frac{{a}^{3}ρ{N}_{A}}{4}$，
故答案為：$\frac{{a}^{3}ρ{N}_{A}}{4}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，涉及元素周期表、核外電子排布、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、電離能、雜化軌道、等電子體等，側(cè)重對(duì)主干知識(shí)的考查，需要學(xué)生熟練掌握基礎(chǔ)知識(shí)，難度中等．