Question

鹵族元素的單質和化合物很多，我們可以利用所學物質結構與性質的相關知識去認識和理解它們．
（1）鹵族元素位于周期表的

 

區；溴的價電子排布式為

 

．
（2）在不太稀的溶液中，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

 

．
（3）請根據下表提供的第一電離能數據判斷：最有可能生成較穩定的單核陽離子的鹵素原子是

 

．

	氟	氯	溴	碘	鈹
第一電離能 （kJ/mol）	1681	1251	1140	1008	900

（4）已知高碘酸有兩種形式，化學式分別為H₅IO₆（）和HIO₄，前者為五元酸，后者為一元酸．請比較二者酸性強弱：H₅IO₆

 

HIO₄．（填“＞”、“＜”或“=”）
（5）碘在水中的溶解度雖然小，但在碘化鉀溶液中溶解度卻明顯增大這是由于溶液中發生下列反應I^-+I₂=I₃^-．I₃^-離子的中心原子周圍σ鍵電子對對數為

 

，孤電子對對數為

 

，I₃^-離子的空間構型為

 

．與KI₃類似的，還有CsICl₂等．已知CsICl₂不穩定，受熱易分解，傾向于生成晶格能更大的物質，則它按下列

 

式發生．
A．CsICl₂=CsCl+ICl          B．CsICl₂=CsI+Cl₂
（6）已知ClO₂^-為角型，中心氯原子周圍有四對價層電子．ClO₂^-中心氯原子的雜化軌道類型為

 

，寫出一個ClO₂^-的等電子體

 

．
（7）如圖1為碘晶體晶胞結構．有關說法中正確的是

 

．
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配位數交替配位形成層結構
B．用均攤法可知平均每個晶胞中有4個碘原子
C．碘晶體為無限延伸的空間結構，是原子晶體
D．碘晶體中的碘原子間存在非極性鍵和范德華力

（8）已知CaF₂晶體（如圖2）的密度為ρg/cm³，N_A為阿伏加德羅常數，相鄰的兩個Ca²⁺的核間距為a cm，則CaF₂的相對分子質量可以表示為

 

．

Answer 1

考點：晶胞的計算,元素周期表的結構及其應用,氯、溴、碘及其化合物的綜合應用

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學鍵與晶體結構

分析：（1）根據基態原子核外電子排布式中最后填入電子名稱確定區域名稱，溴是35號元素，最外層電子為其價電子，4s能級上排列2個電子，4p能級上排列5個電子；
（2）根據氫鍵分析解答；
（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，元素的第一電離能越小，元素失電子能力越強，得電子能力越弱，則越容易形成陽離子；
（4）根據含氧酸中，酸的元數取決于羥基氫的個數，含非羥基氧原子個數越多，酸性越強；
（5）I₃^-離子的中心原子形成2個I-I；最外層8個電子，則孤電子對對數為3，空間構型為直線型；離子晶體的晶格能與離子半徑成反比，與離子所帶電荷成正比；
（6）根據價層電子對互斥理論來確定其雜化方式，價層電子對個數=σ鍵個數+孤電子對個數；等電子體是具有相同的價電子數和相同原子數的微粒；
（7）碘為分子晶體，晶胞中占據頂點和面心，以此分析；
（8）利用均攤法確定該立方體中含有的離子數目，最近相鄰的兩個Ca²⁺的核間距為a cm，則晶胞棱長=

2

2

×2a cm=

2

a cm，根據ρV=nM計算相對分子質量．

解答： 解：（1）根據構造原理知，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；溴是35號元素，最外層電子為其價電子，4s能級上排列2個電子，4p能級上排列5個電子，所以其價電子排布式為4s²4p⁵，故答案為：p；4s²4p⁵；
（2）HF分子之間存在氫鍵，使氫氟酸分子締合，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，得電子能力越弱，則越容易形成陽離子，根據表中數據知，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單陽離子，故答案為：I；
（4）H₅IO₆（）中含有5個羥基氫，為五元酸，含非羥基氧原子1個，HIO₄為一元酸，含有1個羥基氫，含非羥基氧原子3個，所以酸性：H₅IO₆＜HIO₄，故答案為：＜；
（5）I₃^-離子的中心原子形成2個I-I；最外層8個電子，則孤電子對對數為3，空間構型為直線型；離子晶體中離子電荷越多，半徑越小離子鍵越強，離子晶體的晶格能越大，已知已知CsICl₂不穩定，受熱易分解，傾向于生成晶格能更大的物質，所以發生的反應為CsICl₂=CsCl+ICl，
故答案為：2；3；直線型；A；
（6）ClO₂^-中心氯原子的價層電子對數n=2+

7+1-2×2

2

=4，屬于sp³雜化；等電子體具有相同的電子數目和原子數目的微粒，所以與ClO₂^-互為等電子體的分子為Cl₂O、OF₂等，故答案為：sp³；Cl₂O或OF₂；
（7）A．碘分子的排列有2種不同的取向，在頂點和面心不同，2種取向不同的碘分子以4配位數交替配位形成層結構，故A正確；
B．用均攤法可知平均每個晶胞中有4個碘分子，即有8個碘原子，故B錯誤
C．碘晶體為無限延伸的空間結構，構成微粒為分子，是分子晶體，故C錯誤；
D．碘晶體中的碘原子間存在I-I非極性鍵，而晶體中分子之間存在范德華力，故D錯誤；
故答案為：A；
（8）該晶胞中含有鈣離子個數=

1

8

×8+

1

2

×6=4，含有氟離子個數=8，近相鄰的兩個Ca²⁺的核間距為a cm，則晶胞棱長=

2

2

×2a cm=

2

a cm，故晶胞體積=（

2

a cm）³=2

2

a³ cm³，故ρ×2

2

a³ =

4

NA

×M，則M=

2 a3ρNA

2

，故答案為：

2 a3ρNA

2

．

點評：本題考查物質結構與性質，綜合性強，涉及元素周期表、核外電子排布、分子結構與性質、電離能、晶體結構與性質、雜化軌道、等電子體、晶胞計算等，側重對主干知識的考查，需要學生熟練掌握基礎知識，題目難度中等．