Question

【題目】已知a、b、c、d、e、f都是周期表中前四周期的元素，它們的原子序數(shù)依次增大。其中a、c原子的L層有2個未成對電子，d與e同主族,d的二價陽離子與c的陰離子具有相同的電子層結構，f3+離子M層3d軌道電子為半充滿狀態(tài)。請根據(jù)以上信息，回答下列問題(答題時，用所對應的元素符號表示)：

（1）畫出f3+離子的價層電子排布圖__________，bH3分子中b原子的價層電子對構型為__________。

（2）寫出一種與ab-互為等電子體的分子的化學式_________，ab-中a原子的雜化方式為_______。

（3）f和m(質子數(shù)為25) 兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)列于下表：

元素		m	f
電能(kJ·mol-1)	I1	717	759
	I2	1509	1561
	I3	3248	2957

比較兩元素的I2、I3可知，氣態(tài)m2+再失去一個電子比氣態(tài)f2+再失去一個電子難，原因是____________。

（4）已知e的碳酸正鹽熱分解溫度比d的高，其原因是___________________。

（5）已知CaF2晶體常用于助熔劑，其晶胞結構如圖所示。

設阿伏加德羅常數(shù)的值為NA ，F原子和Ca原子之間的距離為apm，在晶胞體對角線的1/4、3/4兩點分別有個F-，則Ca2+的配位數(shù)是_______，晶體的密度為_______。

Answer 1

【答案】 四面體形 CO成N2 sp雜化 Mn2+的3d軌道電子排布為半充滿狀態(tài)較穩(wěn)定 Mg2+半經(jīng)比Ca2+小,MgO的晶格能比CaO大，MgCO3比CaCO3更易分解，因此CaCO3熱分解溫度較高 8 ×1030g/cm3

【解析】試題分析：a、c原子的L層有2個未成對電子，a是C元素、c是O元素、b是N元素；d的二價陽離子與具有相同的電子層結構，d是Mg元素； f3+離子M層3d軌道電子為半充滿狀態(tài)，f是Fe元素；d與e同主族，e是Ca元素；

解析：根據(jù)以上分析，（1）Fe3+3d軌道上的電子為價電子，Fe3+價層電子排布圖是，NH3分子中N原子的價電子對數(shù)為 ，價層電子對構型為四面體形。（2）等電子體是原子數(shù)相同，價電子數(shù)相同的分子或離子，與CN-互為等電子體的分子的化學式CO或N2，CN-中C和N之間是叁鍵，C的σ鍵有2個，無孤電子對，價層電子對數(shù)為2，屬于sp雜化。（3）f是Fe、m(質子數(shù)為25)是Mn，Mn2+的3d軌道電子排布為半充滿狀態(tài)較穩(wěn)定，Fe2+的3d軌道有6個電子，所以氣態(tài)Mn2+再失去一個電子比氣態(tài)Fe2+再失去一個電子難；（4）Mg2+半經(jīng)比Ca2+小,MgO的晶格能比CaO大，MgCO3比CaCO3更易分解，因此CaCO3熱分解溫度較高； （5）在晶胞體對角線的1/4、3/4兩點分別有個F-，則Ca2+的配位數(shù)是8；晶胞體對角線的1/4、3/4兩點分別有個F-，所以1個晶胞含有8個F-；根據(jù)均攤原則，1個晶胞含有Ca2+=，所以晶胞的摩爾質量是312g/mol；F原子和Ca原子之間的距離為apm，則晶胞的邊長是 ，所以晶體的密度是 ×1030g/cm3 。