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20.氟及氟产品在工农业生产中应用非常广泛,回答下列问题:
(1)基态氟原子核外电子的运动状态有9种,这些电子的电子云形状有2种;氟原子的外围电子排布式为2s22p5
(2)NaHF2(氟化氢钠)电解可制氟气,NaHF2中所含作用力的类型有离子键、共价键、氢键;与HF2-互为等电子体的分子有CO2(或Na2O)(举一例).
(3)N2F2(二氟氮烯)分子中,氮原子的杂化轨道类型为sp2,画出N2F2可能的结构式
(4)三氟化硼乙醚(如图1)的熔点为-58℃,沸点为126~129℃,它属于分子晶体.
(5)氟化钙的晶胞结构如图2所示,晶胞参数α=0.555pm.
①Ca2+、F-的配位数分别为8和4.
②列式表示氟化钙晶体的密度:ρ=$\frac{4×78}{{N}_{A}•({5.55×1{0}^{-6})}^{3}}$g•cm-3(不必计算出结果).

分析 (1)原子核外含有多少电子,核外电子的运动状态就有几种;氟原子含有s和p两种类型的轨道,则电子云有2种;氟原子最外层为L层,含有7个电子,据此写出外围电子排布式;
(2)NaHF2中含有离子键、共价键,F的电负性较强,还存在氢键;
(3)N2F2(二氟氮烯)分子中存在氮氮双键和两个N-F键,据此画出其结构式,在根据N原子形成的σ键数目判断杂化类型;
(4)根据三氟化硼乙醚的熔点、沸点大小进行判断其晶体类型;
(5)①根据图示的晶胞结构判断钙离子、氟离子的配位数;
②该晶胞为立方体结构,根据棱长计算出该晶胞体积,再结合ρ=$\frac{m}{V}$计算出氟化钙晶体的密度.

解答 解:(1)基态氟原子核外含有9个电子,则其核外电子的运动状态有9种;氟原子核外含有2s轨道和p轨道两种轨道,则氟原子的电子的电子云形状有2种;氟原子的外围含有7个电子,其外围电子排布式为:2s22p5
故答案为:9;2;2s22p5
(2)NaHF2为离子化合物,存在离子键,H-F键为共价键,F的电负性较强,还存在氢键,
故答案为:离子键、共价键、氢键;CO2(或Na2O);
(3)N2F2(二氟氮烯)分子中,氮原子形成了3个σ键和1个π键,则其杂化轨道类型为sp2;N2F2可能的结构式为:
故答案为:sp2
(4)三氟化硼乙醚(如图1)的熔点为-58℃,沸点为126~129℃,其熔沸点降低,应该属于分子晶体,
故答案为:分子;
(5)①在CaF2晶胞中每个Ca2+连接4个氟离子,但在下面一个晶胞中又连接4个氟离子,所以其配位数为8;在CaF2晶胞中每个F-连接4个钙离子,所以其配位数为4,
故答案为:8;4;
②该晶胞中含有钙离子个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4,氟离子在该晶胞的内部,所以氟离子个数是8,该晶胞中含有4个CaF2,该晶胞的体积为:V=(5.55×10-63cm3,该晶胞的密度为:ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{4×78}{{N}_{A}•({5.55×1{0}^{-6})}^{3}}$,
故答案为:ρ=$\frac{4×78}{{N}_{A}•({5.55×1{0}^{-6})}^{3}}$.

点评 本题考查了晶胞计算,题目难度中等,涉及原子核外电子排布、原子轨道杂化方式及杂质类型、晶胞结构及计算等知识,试题知识点较多、综合性较强,充分考查学生的分析、理解能力及化学计算能力,注意掌握晶胞的结构及计算方法,明确原子核外电子排布规律及原子轨道杂化类型的判断方法.

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