Question

8．金属镁及其化合物在生活、工农业生产等方面有广泛的应用．
（1）基态镁原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²，镁元素与其同周期的钠元素和铝元素相比，第一电离能由大到小的顺序为Mg＞Al＞Na（用元素符号表示）．
（2）MgSO₄可用于造纸、纺织、陶瓷、油漆工业等，其中SO₄^2-的空间构型为正四面体（用文字描述），中心原子的杂化轨道类型是sp³，写出一种与SO₄^2-互为等电子体的分子的化学式：CCl₄、PO₄^3-、SiO₄^4-．
（3）金属镁的有机化合物，如CH₃MgCl称为格式试剂，可与醛类物质发生加成反应生成醇类物质．饱和一元醇的沸点比与其相对分子质量接近的烷烃的沸点高（填“高”或“低”），其原因是CH₃MgCl水解可生成最的有机物和一种碱式盐，该水解反应的化学方程式为2CH₃MgCl+2H₂O=Mg（OH）₂↓+MgCl₂+2CH₄↑．
（4）与镁元素同主族的钙元素形成的氟化钙晶胞结构如图所示．设N_A代表阿伏伽德罗常数的值，晶体的密度为ρg•cm^-3．
①该晶胞中含有阴离子数为8，阳离子的配位数为8．
②晶胞边长a=$\frac{444}{ρ{N}_{A}}$cm（用含ρ、N_A的代数式表示）

Answer 1

分析 （1）判断元素原子的核外电子数，再根据核外电子排布规律来写电子排布式；元素的金属性越强，第一电离能越小，但Mg原子由于最外层s轨道电子处于全满稳定状态；
（2）根据SO₄^2-中心原子含有的共价键个数与孤电子对个数之和确定其空间构型和杂化方式；原子个数相等且价电子数相等的微粒为等电子体；
（3）醇分子间存在氢键，作用力较强，沸点高；CH₃MgCl水解生成氢氧化镁、氯化镁和甲烷；
（4）①根据均摊法计算阴阳离子的数目；
②根据晶胞密度$ρ=\frac{m}{V}$计算．

解答 解：（1）Mg元素为12号元素，原子核外有12个电子，所以核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²．
Mg原子最外层s电子全满，为稳定结构，金属性强的第一电离能小，则第一电离能由大到小的顺序为Mg＞Al＞Na，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²；Mg＞Al＞Na；
（2）SO₄^2-中S原子价层电子对=4+$\frac{1}{2}$（6+2-4×2）=4，且不含孤电子对，所以其立体构型是正四面体，硫原子采取sp³杂化；原子个数相等且价电子数相等的微粒为等电子体，与SO₄^2-互为等电子体的微粒为：CCl₄、PO₄^3-、SiO₄^4-，
故答案为：正四面体；sp³；CCl₄、PO₄^3-、SiO₄^4-；
（3）醇分子间存在氢键，作用力较强，沸点高．CH₃MgCl水解生成氢氧化镁、氯化镁和甲烷，水解方程式为：2CH₃MgCl+2H₂O=Mg（OH）₂↓+MgCl₂+2CH₄↑，
故答案为：高；2CH₃MgCl+2H₂O=Mg（OH）₂↓+MgCl₂+2CH₄↑；
（4）①晶胞中含有阴离子数为8，阳离子的数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，以顶点阳离子为例，在每个晶胞中均有一个阴离子，故阳离子的配位数为8．
故答案为：8；8；
②晶胞中含有阴离子数为8，阳离子的数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞质量m=$\frac{35.5×8+40×4}{{N}_{A}}$，晶胞体积V=a³，晶胞密度$ρ=\frac{m}{V}$=$\frac{444}{{N}_{A}•{a}^{3}}$，故a=$\frac{444}{ρ{N}_{A}}$，
故答案为：$\frac{444}{ρ{N}_{A}}$．

点评 本题主要考查了原子核外电子排布、原子轨道杂化方式及杂化类型判断、晶胞计算等知识，注意利用均摊法计算晶胞中各种原子个数，解题关键是仔细观察晶胞结构图．