Question

8．铍及其化合物的应用正日益被重视．
（1）最重要的含铍矿物是绿柱石，含2%铬（Cr）的绿柱石即为祖母绿．基态Cr原子价电子的电子排布图为．
（2）铍与相邻主族的铝元素性质相似．下列有关铍和铝的叙述正确的有B、D（填标号）．
A．都属于p区主族元素                B．电负性都比镁大
C．第一电离能都比镁大               D．氯化物的水溶液pH均小于7
（3）氯化铍在气态时存在BeC1₂分子（a）和二聚分子（BeCl₂）₂（b），固态时则具有如图1所示的链状结构（c）．

①a属于非极性（填“极性”或“非极性”）分子．
②b中Be原子的杂化方式相同，且所有原子都在同一平面上．b 的结构式为（标出配位键）．
③c中Be原子的杂化方式为sp³．
④氯化铍晶体中存在的作用力有A、B、C（填标号）．
A．范德华力         B．σ键       C．极性键       D．非极性键        E．离子键
（4）BeO立方晶胞如图2所示．
①BeO晶体中，O^2-的配位数为4．
②若BeO晶体的密度为dg/cm³，则晶胞参数a=$\root{3}{\frac{1}{6.02d}}$nm （列出计算式即可）．

Answer 1

分析 （1）Cr原子为24号元素，其满足半满和全满的稳定结构，据此书写其基态原子价层电子排布式；
（2）铍与相邻主族的铝元素性质相似．
A．Be属于s区，Al属于p区；
B．电负性都比镁大；
C．第二周期元素Mg的第一电离能比第三周期Al的大；
D．氯化物的水溶液均发生水解，溶液显酸性；
（3）①BeCl₂是直线形分子，正负电荷中心重合，为非极性分子；
②b为BeCl₂的二聚体（BeCl₂）₂，且所有原子都在平面上，Be中含有空轨道，Cl含有孤电子对，可形成配位键；
③c为BeCl₂的长链状分子，一个Be与4个Cl成键，故为sp³杂化；
④氯化铍晶体与AlCl₃相似，AlCl₃为共价化合物，则BeCl₂也为共价化合物，则为分子晶体，分子间为范德华力，含有σ键，极性键；
（4）①根据晶胞图，BeO晶体中，O^2-周围等径的有4个Be²⁺，则配位数为4；
②根据晶体密度公式：$ρ=\frac{z{M}_{r}}{{N}_{A}V}$，其中z为一个晶胞内粒子数，一个粒子的质量，V为一个晶胞体积予以解答．

解答 解：（1）Cr原子为24号元素，其满足半满和全满的稳定结构，基态原子价层电子排布式为3d⁵4s¹，电子排布图为：．故答案为：．
（2）铍与相邻主族的铝元素性质相似．
A．Be属于s区，Al属于p区，故A错误；
B．电负性都比镁大，故B正确；
C．第二周期元素Mg的第一电离能比第三周期Al的大，故C错误；
D．氯化物的水溶液均发生水解，溶液显酸性，则pH＜7，故D正确．
故选BD．
（3））①BeCl₂是直线形分子，正负电荷中心重合，为非极性分子．故答案为：非极性．
②b为BeCl₂的二聚体（BeCl₂）₂，且所有原子都在平面上，Be中含有空轨道，Cl含有孤电子对，可形成配位键，b的结构式应为：．故答案为：．
③c为BeCl₂的长链状分子，一个Be与4个Cl成键，故为sp³杂化．故答案为：sp³．
④氯化铍晶体与AlCl₃相似，AlCl₃为共价化合物，则BeCl₂也为共价化合物，均为分子晶体，分子间为范德华力，BeCl₂中Be-Cl为σ键，且Be和Cl电负性不同，为极性键，而分子为非极性分子，所以含有的是ABC．故答案为：A、B、C．
（4））①根据晶胞图，BeO晶体中，O^2-周围等径的有4个Be²⁺，与金刚石晶胞相似，O连接4个Be形成一个四面体，因此O的配位数为4．故答案为：4．
②立方晶胞中，顶点占$\frac{1}{8}$，面心占$\frac{1}{2}$，棱上占$\frac{1}{4}$，内部为整个晶胞所有，则一个BeO晶胞中，含有Be²⁺数目为$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}=4$，O^2-的数目为4，取1mol晶胞，则有N_A个晶胞，1mol晶胞的质量为m=4×9+4×16=100g，一个晶胞体积为${V}_{0}={a}^{3}n{m}^{3}={a}^{3}×1{0}^{-21}c{m}^{3}$，所以1mol晶胞密度为$d=\frac{m}{{N}_{A}{V}_{0}}=\frac{100}{{N}_{A}{a}^{3}×1{0}^{-21}}g/c{m}^{3}$=$\frac{1{0}^{23}}{6.02×1{0}^{23}{a}^{3}}g/c{m}^{3}=\frac{1}{6.02{a}^{3}}g/c{m}^{3}$，所以$a=\root{3}{\frac{1}{6.02d}}$．故答案为：$\root{3}{\frac{1}{6.02d}}$．

点评 本题考查物质结构知识，包含电子排布式，电子排布图，元素周期表，电负性，第一电离能，盐类水解，晶体结构，杂化轨道理论，晶胞计算．题目考查较综合，难度中等，是中档题．