Question

【題目】氟代硼酸鉀(KBe2BO3F2)是激光器的核心材料，我國(guó)化學(xué)家在此領(lǐng)域的研究走在了世界的最前列�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

(1)氟代硼酸鉀中各元素原子的第一電離能大小順序是F>O> ___。基態(tài)K+電子占據(jù)最高能級(jí)的電子云輪廓圖為____形。

(2) NaBH4是有機(jī)合成中常用的還原劑，其中的陰離子空間構(gòu)型是____，中心原子的雜化形式為____。NaBH4中存在____（填標(biāo)號(hào)）。

a. 離子鍵 b. 氫鍵 c. σ鍵 d. π鍵

(3) BeC12中的化學(xué)鍵具有明顯的共價(jià)性，蒸汽狀態(tài)下以雙聚分子存在的BeCl2的結(jié)構(gòu)式為 ___，其中Be的配位數(shù)為_____。

(4)第三周期元素氟化物的熔點(diǎn)如下表：

解釋表中氟化物熔點(diǎn)變化的原因：____。

(5) CaF2的一種晶胞如圖所示。Ca2+占據(jù)F-形成的空隙，其空隙率是____。若r(F-)=x pm，r(Ca2+) =y pm，設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則CaF2的密度ρ=_____ g.cm-3（列出計(jì)算表達(dá)式）。

Answer 1

【答案】Be＞B＞K 啞鈴（紡錘） 正四面體 sp3 ac 3 前三種為離子晶體，晶格能依次增大；后三種為分子晶體，分子間作用力依次增大 50% 或

【解析】

(1) 同一周期，從左到右，元素的第一電離能逐漸增大，但第ⅡA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，同一主族，從上到下，元素的第一電離能逐漸減小，據(jù)此判斷第一電離能大小順序；根據(jù)K為19號(hào)元素，基態(tài)K+電子占據(jù)最高能級(jí)的電子為3p，據(jù)此判斷電子云形狀；

(2) BH4-中B形成4個(gè)σ鍵，沒(méi)有孤電子對(duì)；NaBH4屬于離子化合物，陰離子為BH4-，據(jù)此分析判斷存在的化學(xué)鍵類型；

(3) BeCl2中Be為4號(hào)元素，存在空軌道，Cl含有孤電子對(duì)，據(jù)此分析解答；

(4)前三種為離子晶體，后三種為分子晶體，結(jié)合影響離子晶體和分子晶體熔點(diǎn)的因素分析解答；

(5) 根據(jù)CaF2的晶胞圖，F一形成的空隙有8個(gè)，其中4個(gè)空隙被Ca2+占據(jù)；根據(jù)均攤法計(jì)算一個(gè)晶胞中含有F一和Ca2+的數(shù)目，再計(jì)算晶胞的質(zhì)量，根據(jù)晶胞中體對(duì)角線的長(zhǎng)度為4(x+y)pm計(jì)算晶胞的體積，最后再計(jì)算晶胞的密度。

(1) 同一周期，從左到右，元素的第一電離能逐漸增大，但第ⅡA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，同一主族，從上到下，元素的第一電離能逐漸減小，氟代硼酸鉀(KBe2BO3F2)中各元素原子的第一電離能大小順序是F>O> Be＞B＞K；K為19號(hào)元素，基態(tài)K+電子占據(jù)最高能級(jí)的電子為3p電子，電子云輪廓圖為紡錘形；

(2) NaBH4是有機(jī)合成中常用的還原劑，其中的陰離子BH4-中B形成4個(gè)σ鍵，沒(méi)有孤電子對(duì)，空間構(gòu)型為正四面體；中心原子B的雜化形式為sp3雜化；NaBH4屬于離子化合物，存在離子鍵，BH4-中存在極性鍵，B原子存在空軌道，與H形成配位鍵，極性鍵、配位鍵都是σ鍵，故選ac；

(3) BeCl2中的化學(xué)鍵具有明顯的共價(jià)性，蒸汽狀態(tài)下以雙聚分子存在，BeCl2中Be存在空軌道，Cl含有孤電子對(duì)，可以形成配位鍵，因此雙聚BeCl2分子的結(jié)構(gòu)式為；其中Be的配位數(shù)為3；

(4)根據(jù)表格數(shù)據(jù)，鈉、鎂、鋁屬于活潑的金屬元素，與F形成的金屬氟化物為離子晶體，熔點(diǎn)均較高，離子半徑按照鈉、鎂、鋁的順序逐漸減小，晶格能逐漸增大，因此三種離子晶體的熔點(diǎn)逐漸升高；后面三種均為分子晶體，熔點(diǎn)較低，分子間作用力依次增大，熔點(diǎn)逐漸升高；

(5) 根據(jù)CaF2的晶胞圖，F一形成的空隙有8個(gè)，其中4個(gè)空隙被Ca2+占據(jù)，空隙率為50%；一個(gè)晶胞中含有F一的數(shù)目為8×+6×+12×+1=8，含有4個(gè)Ca2+，晶胞的質(zhì)量為g，晶胞中體對(duì)角線的長(zhǎng)度為4(x+y)pm，則晶胞的邊長(zhǎng)= pm=×10-10cm，因此晶胞的體積=cm-3，晶胞的密度=g.cm-3。