Question

8．2011年3月11日日本發生了9.0級強地震．福島第一核電站1號機組12日下午發生的氫氣爆炸．隨后在爆炸核電站周圍檢測到的放射性物質有碘131和銫137．碘131一旦被人體吸入，可能會引發甲狀腺疾病．日本政府計劃向核電站附近居民發放防止碘131輻射的藥物碘片．
（1）Cs（銫）的最外層電子排布式為6s¹，與銫同主族的前四周期（包括第四周期）的三種元素A、B、C的電離能如下表：

元素代號	A	B	C
第一電離能（kJ•mol-1）	520	496	419

那么三種元素A、B、C的元素符號分別為Li、Na、K，形成其單質晶體的化學鍵類型是金屬鍵．
（2）F與I同主族，BeF₂與H₂O都是由三個原子構成的共價化合物分子，二者分子中的中心原子Be和O的雜化方式分別是sp、sp³．
（3）與碘同主族的氯具有較高的活潑性，能夠形成大量的含氯化合物，如金屬氯化物，非金屬氯化物等．BCl₃是一種非金屬氯化物，該物質分子中B-Cl鍵的鍵角為120°．
（4）碘131是碘單質，其晶胞結構如下圖所示，該晶胞中含有4個I₂分子；KI的晶胞結構如下圖乙所示，每個K⁺緊鄰6個I^-．

Answer 1

分析 （1）由銫的最外層電子排布式為6s¹，可知A、B、C為第ⅠA族，而ⅠA族前四周期的元素分別為H、Li、Na、K，又由提供的A、B的第一電離能的差值與B、C的第一電離能的差值相差不大可知，A、B、C不可能有H元素，而同主族元素隨著電子層數的增加，第一電離能逐漸減小，故A、B、C分別為Li、Na、K．
（2）BeF₂分子內中心原子為Be，其價電子數為2，F提供2個電子，根據Be原子的價層電子對數判斷Be原子的雜化類型；根據H₂O分子的中心原子為O的價電子數判斷原子雜化類型；
（3）硼原子價電子數為3，Cl提供3個電子，據此判斷硼原子的價層電子對數，因價層電子對中沒有孤對電子，故BCl₃為平面正三角形結構，分子中B-Cl鍵的鍵角為120°．
（4）由碘晶胞可知，I₂在晶胞的8個頂點和6個面上，根據均攤法計算I₂分子；根據NaCl晶胞結構判斷K⁺緊鄰的I^-．

解答 解：（1）由銫的最外層電子排布式為6s¹，可知A、B、C為第ⅠA族，而ⅠA族前四周期的元素分別為H、Li、Na、K，又由提供的A、B的第一電離能的差值與B、C的第一電離能的差值相差不大可知，A、B、C不可能有H元素，而同主族元素隨著電子層數的增加，第一電離能逐漸減小，故A、B、C分別為Li、Na、K；都是金屬單質，微粒均以金屬鍵結合，
故答案為：Li、Na、K；金屬鍵；
（2）BeF₂分子內中心原子為Be，其價電子數為2，F提供2個電子，所以Be原子的價層電子對數為$\frac{2+2}{2}$=2，Be原子的雜化類型為sp雜化；H₂O分子的中心原子為O，其價電子數為6，H提供2個電子，所以O原子的價層電子對數為$\frac{6+2}{2}$=4，O原子雜化類型為sp³，
故答案為：sp；sp³；
（3）硼原子價電子數為3，Cl提供3個電子，硼原子的價層電子對數為$\frac{3+3}{2}$=3，因價層電子對中沒有孤對電子，故BCl₃為平面正三角形結構，分子中B-Cl鍵的鍵角為120°，
故答案為：120°；
（4）由碘晶胞可知，I₂在晶胞的8個頂點和6個面上，故一個晶胞中含有I₂分子數為$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}$=4；KI晶胞與NaCl晶胞結構相似，每個K⁺緊鄰6個I^-，
故答案為：4；6．

點評 本題綜合考查物質結構與性質，涉及核外電子排布規律、電離能、雜化理論、分子結構、晶胞結構等，難度中等．