Question

【題目】鉑鈷合金是以鉑為基含鈷二元合金，在高溫下，鉑與鉆可無限互溶，其固體為面心立方晶格。鉑鉆合金磁性極強，磁穩定性較高，耐化學腐蝕性很好，主要用于航天航空儀表、電子鐘表、磁控管等。氟及其化合物CuF用途非常廣泛。回答下列問題：

(1)聚四氟乙烯是一種準晶體，準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F原子的價層電子排布圖(軌道表達式)為________________。

(3) [H2F]+[SbF6]ˉ (氟銻酸)是一種超強酸，存在[H2F]+，該離子的空間構型為______________，與[H2F]+具有相同空間構型且中心原子與F原子同周期的分子是_____________。

(4)NH4F(氟化銨)可用于玻璃的蝕刻防腐劑、消毒劑。中心原子的雜化類型是____________；氟化銨中存在_______________(填字母)。

A.離子鍵 B.σ鍵 C.π鍵 D.氫鍵

(5)SF4被廣泛用作高壓電氣設備的絕緣介質。SF4是一種共價化合物，可通過類似于Bom-Haber循環能量構建能量圖計算相關鍵能。則F-F鍵的鍵能為_____kJ/mol，S-F鍵的鍵能為______ kJ/mol。

(6)CuCl的熔點為326℃，能升華，熔化呈液態時不導電；CuF的熔點為1008℃，熔化呈液態時能導電。

①CuF中Cu+的基態價電子排布式________銅元素位于元素周期________區，金屬Cu的堆積模型為__________________。

②CuF的熔點比CuCl的高，原因是______________

③已知NA為阿伏加德羅常數的值，CuF的密度為7.1g/cm3，晶胞結構如圖所示，則CuF的晶胞參數a=_______nm(列出計算式)

Answer 1

【答案】X-射線衍射實驗 V形 H2O sp3 AB 155 327 3d10 ds 面心立方最密堆積 CuF為離子晶體，CuCl為分子晶體 ×107

【解析】

(2)根據核外電子排布規律寫出F的核外電子排布，再畫出價電子排布圖；

(3)根據同族替換和等量代換原則找等電子體，等電子體具有相同的空間構型；

(4)根據價層電子對互斥理論判斷原子的雜化方式；

(5)在標準狀況下，將1mol氣態分子解離為氣態原子所需的能量；

(6)離子晶體熔沸點高于分子晶體；根據均攤法計算晶胞中各微粒的數目，確定晶胞的質量，根據計算晶胞參數。

(1)從外觀無法區分晶體、準晶體和非晶體，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X-射線衍射實驗可區分晶體、準晶體和非晶體；

(2)F的原子序數為9，核外電子排布式為1s22s22p5，價電子為2s22p5，因此基態F原子的價電子排布圖為；

(3)[H2F]+的中心原子的價層電子對數為=4，含有兩對孤對電子，所以空間構型為V形；原子總數相同，價電子總數相同的分子或離子互為等電子體，結構相似，所以與[H2F]+具有相同空間構型且中心原子與F原子同周期的分子是H2O；

(4)中心原子的價層電子對數為4，所以為sp3雜化；NH4F中氟離子和銨根之間為離子鍵，銨根內部共價鍵和配位鍵均為σ鍵，所以選AB；

(5)由圖象可知，3molF2(g)形成F(g)斷裂3molF-F鍵，吸收465kJ能量，則F-F鍵的鍵能為155kJmol-1；由圖可知1molS(g)和6molF(g)形成SF6(g)要形成6molS-F鍵，放出1962kJ能量，則S-F的鍵能為kJmol-1=327kJmol-1；

(6)①Cu元素為29號元素，基態Cu原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，失去最外層一個電子形成Cu+，所以Cu+的價電子排布式為3d10；銅元素位于第四周期第IB族，所以屬于ds區；金屬銅為面心立方最密堆積；

②CuCl的熔點為426℃，熔化時幾乎不導電，應為分子晶體，而CuF為離子晶體，一般離子晶體的熔沸點比分子晶體高，所以CuF比CuCl熔點高；

③根據均攤法，晶胞內部黑球個數為4，晶體化學式為CuF，所以白球個數也為4，即晶胞中有4個亞銅離子和4個氟離子，所以晶胞的質量為m=g，晶胞體積V=a3，晶體的密度，可解得a=×107nm。