Question

【題目】稀土元素是指元素周期表中原子序數(shù)為57到71的15種鑭系元素，以及與鑭系元素化學(xué)性質(zhì)相似的鈧(Sc)和釔(Y)共17種元素。回答下列問題：

（1）鈧(Sc)元素的原子核外電子排布式為______________________。鏑(Dy)的基態(tài)原子電子排布式為[Xe]4f106s2，一個基態(tài)鏑原子所含的未成對電子數(shù)為________。

（2）稀土元素最常見的化合價為+3價，但也有少數(shù)還有+4價。請根據(jù)下表中的電離能數(shù)據(jù)判斷表中最有可能有+4價的元素是________。幾種稀土元素的電離能(單位：kJ·mol-1)

元素	I1	I2	I3	I4
Sc(鈧)	633	1 235	2 389	7 019
Y(釔)	616	1 181	1 980	5 963
La(鑭)	538	1 067	1 850	4 819
Ce(鈰)	527	1 047	1 949	3 547

（3）離子化合物Na3[Sc(OH)6]中，存在的作用力除離子鍵外還有____________。

（4）Sm(釤)的單質(zhì)與1，2-二碘乙烷可發(fā)生如下反應(yīng)：

Sm+ICH2CH2ISmI2+CH2＝CH2。ICH2CH2I中碳原子雜化類型為______________，1 mol CH2＝CH2中含有的σ鍵數(shù)目為________。

（5）PrO2(二氧化鐠)的晶體結(jié)構(gòu)與CaF2相似，晶胞中鐠原子位于面心和頂點。則PrO2(二氧化鐠)的晶胞中有________個氧原子。

（6）Ce(鈰)單質(zhì)為面心立方晶體，晶胞參數(shù)為a="516" pm，晶胞中Ce(鈰)的配位數(shù)為________，列式表示Ce(鈰)單質(zhì)的密度：_______g·cm-3(不必計算出結(jié)果)。

Answer 1

【答案】（1）1s22s22p63s23p63d14s2；4 ；（2）Ce(鈰)；（3）共價鍵、配位鍵

（4）sp3；5NA ； （5）8 （6）12 ；；

【解析】試題分析：（1）鈧為21號元素，核外電子層排布為1s22s22p63s23p63d14s2；在f能級中有7個軌道，而鏑的基態(tài)原子在f能級只排布了10個電子，故未成對電子數(shù)為4，故答案為：1s22s22p63s23p63d14s2；4；

（2）第四電離能與第一電離能、第二電離能、第三電離能相差越小，第四個電子越容易失去，+4價的可能性越大，在上述表中Ce的I1+I2+I3和I4最接近，故應(yīng)為Ce元素，故答案為：Ce；

（3）離子化合物 Na3[Sc(OH)6]中含有羥基與Sc的配位鍵，羥基中的氫氧元素之間的共價鍵，故答案為：共價鍵和配位鍵；

（4）在ICH2CH2I分子中碳原子只形成了單鍵，有四個單鍵，故碳原子雜化軌道類型為sp3；1個CH2=CH2分子中含有5個σ鍵，故1mol CH2=CH2中含有的σ鍵數(shù)目為5NA； 故答案為：sp3；5NA；

（5）在晶胞中，Y為鐠原子，X為氧原子，可以看到，氧原子在晶胞的內(nèi)部，故此晶胞中應(yīng)有8個氧原子，故答案為：8；

（6）Ce(鈰)單質(zhì)為面心立方晶體，以晶胞頂點的鈰原子為例，與之距離最近的鈰原子分布在經(jīng)過該頂點的所有立方體的面心上，這樣的面有12個，晶胞中鈰原子位于頂點和面心，數(shù)目為8×1/8+6×1/2=4，該晶胞體積為a3，該晶胞的質(zhì)量為4M/NA，根據(jù)ρ=可知，密度為4M/NA×a3gcm-3，即為=gcm-3，故答案為：12；。