Question

【題目】氟及其化合物用途非常廣泛。回答下列問題：

(1)聚四氟乙烯商品名稱為“特氟龍”，可做不粘鍋涂層。它是一種準晶體，該晶體是一種無平移周期序、但有嚴格準周期位置序的獨特晶體。可通過____方法區分晶體、準晶體和非晶體。

(2)基態銻(Sb)原子價電子排布的軌道式為____。[H2F]+[SbF6]-(氟酸銻)是一種超強酸，存在[H2F]+，該離子的空間構型為______，依次寫出一種與[H2F]+具有相同空間構型和鍵合形式的分子和陰離子分別是_______、_________。

(3)硼酸(H3BO3)和四氟硼酸銨(NH4BF4)都有著重要的化工用途。

①H3BO3和NH4BF4涉及的四種元素中第二周期元素的第一電離能由大到小的順序_____(填元素符號)。

②H3BO3本身不能電離出H+，在水中易結合一個OH﹣生成[B(OH)4]﹣，而體現弱酸性。[B(OH)4]﹣中B原子的雜化類型為_____。

③NH4BF4（四氟硼酸銨）可用作鋁或銅焊接助熔劑、能腐蝕玻璃等。四氟硼酸銨中存在_______（填序號）：

A.離子鍵 B.σ鍵 C.π鍵 D.配位鍵 E.范德華力

(4)某砷鎳合金的晶胞如圖所示，設阿伏加德羅常數的值為NA，該晶體的密度ρ=____g/cm3。

Answer 1

【答案】X-射線衍射 V型 H2O NH2- F>N>O>B sp3 ABD

【解析】

(1)晶體對X射線發生衍射，非晶體不發生衍射，準晶體介于二者之間；

(2)Sb的價電子為5s能級上2個電子、5p能級上3個電子；

[H2F]+與H2O、NH2-等互為等電子體，結構相似；

(3)①涉及的第二周期元素有B、N、O、F元素，第二周期元素第一電離能隨著原子序數增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于相鄰元素；

②[B(OH)4]-中B原子價層電子對個數是4，根據價層電子對互斥理論判斷B原子雜化類型；

③NH4BF4中陰陽離子之間存在離子鍵，N原子和H原子之間存在共價鍵且其中一個是配位鍵，B原子和F原子之間存在共價鍵且其中一個是配位鍵，共價單鍵為σ鍵；

(4)先根據均攤方法確定晶胞中含有的As、Ni原子個數，在計算晶胞的體積，最后根據計算。

(1)從外觀無法區分三者，但用X光照射會發現：晶體對X射線發生衍射，非晶體不發生衍射，準晶體介于二者之間，因此通過有無X射線衍射現象即可確定；

(2)Sb的價電子為5s能級上2個電子、5p能級上3個電子，所以其價電子軌道式為；

[H2F]+與H2O、NH2-等互為等電子體，結構相似，為V形；

(3)①涉及的第二周期元素有B、N、O、F元素，第二周期元素第一電離能隨著原子序數增大而呈增大趨勢，但第IIA族元素的原子核外處于其軌道的全充滿穩定狀態、第VA族元素原子核外電子處于其軌道的半充滿的穩定狀態，因此它們的第一電離能大于相鄰元素，B、N、O、F分別位于第IIIA族、第VA族、第VIA族、第VIIA族，所以第一電離能大小順序為F>N>O>B；

②[B(OH)4]-中B原子價層電子對個數是4，根據價層電子對互斥理論判斷B原子雜化類型為sp3雜化；

③NH4BF4中陰、陽離子之間存在離子鍵，N原子和H原子之間存在共價鍵結合且其中有一個是配位鍵，B原子和F原子之間存在共價鍵且其中一個是配位鍵，共價單鍵為σ鍵，所以四氟硼酸銨中存在離子鍵、σ鍵、配位鍵，故合理選項是ABD；

(4)根據砷鎳合金的晶胞示意圖可知該晶胞中As原子個數是2、Ni原子個數=4×+4×+2×+2×=2，其體積=(a×10-10cm×a×10-10cm×)×c×10-10 cm=a2c×10-30cm3，晶胞密度ρ=g/cm3= g/cm3。