Question

【題目】堿式磷酸鈣[Ca10(PO4)6(OH)2],工業上叫羥基磷灰石或羥磷灰石,是人的牙齒中比較堅硬的物質，在水中有微弱的溶解，這是牙齒損壞的主要原因。氟磷酸鈣也稱氟磷灰石,它的化學式為Ca10(PO4)6F2,是牙表面牙釉的主要成分。

回答下列問題：

(1)基態鈣原子的價層電子排布式為____________。基態磷原子的未成對電子數為______________。

(2)堿式磷酸鈣中含氧酸根離子的中心原子雜化類型是______________________,含氧酸根離子的空間構型為______________；

(3)氫氟酸溶液中存在：2HFH2F2,H2F2為一元酸，則氫氟酸溶液中含氟陰離子是______________(填離子符號)。氫氟酸中存在H2F2的原因是______________________________________________。與H2F+互為等電子體的分子是________________(寫出一個即可)。

(4)O、F、P的電負性由小到大的順序為______________。

(5)NH3和PH3的構型相似,NH3的鍵角略大于PH3,從原子結構角度解釋其原因：________________。

(6)CaF2晶胞如圖所示。位于體內的粒子的配位數為______________。

已知：氟化鈣晶體密度為ρg·cm-3,NA代表阿伏加德羅常數的值。

氟化鈣晶體中Ca2+和F-之間最近核間距(d)為______________pm(只要求列出計算式即可)。

Answer 1

【答案】4s23sp3正四面體F-、HF2-HF分子之間存在氫鍵H2O、H2S、H2Se等P<O＜FN原子半徑小于P，H-N鍵之間排斥力大于H-P鍵4

【解析】

(1)基態鈣原子的核外電子排布式為：1s22s22p63s23p64s2，則其價層電子數為：4s2；基態磷原子的核外電子排布式為：1s22s22p63s23p3，則3p軌道上有三個未成對電子，故答案為：4s2、3；(2)堿式磷酸鈣中含氧酸根離子為PO43-，其中心原子的價層電子對數=（5+3+0）=4，則其雜化類型為sp3 ，空間構型為正四面體，故答案為：sp3、正四面體；(3)因氫氟酸溶液中存在：2HFH2F2 ，則溶液中存在HF、H2F2兩種一元酸，電離會產生F、HF2-，之所以會存在H2F2，是因為HF分子間存在氫鍵，H2F+ 的價電子總數為8，且原子總數為3，則與之互為等電子體的分子有H2O、H2S、H2Se等，故答案為：F-、HF2-；HF分子之間存在氫鍵、H2O、H2S、H2Se等；(4)根據N、O、P三種元素的非金屬性的強弱可知其電負性由小到大的順序為P<O＜F ，故答案為：P<O＜F ；(5)因 N原子半徑小于P，H-N鍵之間排斥力大于H-P鍵，則NH3的鍵角略大于PH3 ，故答案為：N原子半徑小于P，H-N鍵之間排斥力大于H-P鍵；(6)由晶胞結構分析位于體內的粒子為F-，與之等距且最近的Ca2+為4個，則其配位數為4；晶胞中含有陰離子數為8，陽離子的數目為8×1/8+6×1/2=4，晶胞質量m=(19×8+40×4)/NA，晶胞體積V=a3，晶胞密度ρ=m/V=312/(NA·a3)，故a3=312/ρNAcm3，氟化鈣品體中Ca2+和F-之間最近核間距(d)為cm ,即pm，故答案為：4、。