Question

【題目】硫和鈣的相關化合物在化工、醫藥、材料等領域有著廣泛的應用。回答下列問題:

（1）基態Ca原子中,核外電子占據最高能層的符號是________，該能層為次外層時最多可以容納的電子數為_________。元素Ca和S相比,第一電離能較大的是______（填元素符號）。

（2）鈣元素的焰色反應呈磚紅色,其中紅色對應的輻射與鉀元素的焰色反應對應顏色的輻射波長,較短的是_______（填元素符號）。

（3）H2S和H2O分子構型都為V形,中心原子的雜化形式都是______,但H2O分子鍵角大于H2S分子,原因是________________。

（4）鈣元素和錳元素屬于同一周期，且核外最外層電子構型相同,但金屬鈣的熔點、沸點等都比金屬錳低,原因是________________。

（5）Ca、Mn、Mg的氧化物和硫化物都具是NaCl型結構的離子晶體，其中陰離子采用面心立方最密堆積方式,X射線衍射實驗測得它們的晶胞參數如下表:

氧化物晶體	MgO	MnO	CaO
a/nm	0.421	0.444	0.480
硫化物晶體	MgS	MnS	CaS
a/nm	0.520	0.520	0.568

由表可知:r(S2-)____r(O2-)(填“>”或“<”),r(Mg2+)、r(Ca2+)、r(Mn2+)由大到小的的順序是__________,r(S2- )為_____nm,r(Ca2+)為_____nm。

Answer 1

【答案】 N 18 S K sp3雜化 O元素電負性大于S元素，分子中O-H鍵電子對的電子云更偏向中心O原子，使斥力增大，鍵角增大 鈣的原子半徑較大且價電子數較少，金屬鍵較弱 > r(Ca2+)>r(Mn2+)>r(Mg2+) 0.184 0.100

【解析】 (1)Ca是20號元素，核外有4個電子層，核外電子占據最高能層的符號是N，根據核外電子排布的規律，次外層不超過18個電子；第一電離能S＞Mg＞Ca，第一電離能較大的是S，故答案為：N；18；S；

(2)鈣元素的焰色反應呈磚紅色，鉀元素的焰色反應為紫色，紫色的輻射波長比紅色短，故答案為：K；

(3)H2S和H2O分子構型都為V形，中心原子的雜化軌道數目都是4，都采用sp3雜化；O元素電負性大于S元素，分子中O-H鍵電子對的電子云更偏向中心O原子，使斥力增大，鍵角增大，導致H2O分子鍵角大于H2S分子，故答案為：sp3雜化；O元素電負性大于S元素，分子中O-H鍵電子對的電子云更偏向中心O原子，使斥力增大，鍵角增大；

(4) 鈣的原子半徑較大且價電子數較少，金屬鍵較弱，使得金屬鈣的熔點、沸點等都比金屬錳低，故答案為：鈣的原子半徑較大且價電子數較少，金屬鍵較弱；

(5) 由表可知，相同金屬的晶胞參數中，氧化物的都小于硫化物的，因此r(S2-)＞r(O2-)；根據不同金屬氧化物的晶胞參數，r(Mg2+)、r(Ca2+)、r(Mn2+)由大到小的的順序為r(Ca2+)>r(Mn2+)>r(Mg2+)；因為S2-是面心立方最密堆積方式，面對角線是S2-半徑的4倍，即4r=×0.520，解得r=×0.520nm=0.184nm；CaS也屬于NaCl型結構，根據晶胞的結構，晶胞參數=2r（S2-）+2r（Ca2+），則r（Ca2+）==0.100nm；故答案為：>； r(Ca2+)>r(Mn2+)>r(Mg2+)；0.184；0.100。