Question

【题目】已知a、b、c、d、e、f都是周期表中前四周期的元素，它们的原子序数依次增大。其中a、c原子的L层有2个未成对电子，d与e同主族,d的二价阳离子与c的阴离子具有相同的电子层结构，f3+离子M层3d轨道电子为半充满状态。请根据以上信息，回答下列问题(答题时，用所对应的元素符号表示)：

（1）画出f3+离子的价层电子排布图__________，bH3分子中b原子的价层电子对构型为__________。

（2）写出一种与ab-互为等电子体的分子的化学式_________，ab-中a原子的杂化方式为_______。

（3）f和m(质子数为25) 两元素的部分电离能数据列于下表：

元素		m	f
电能(kJ·mol-1)	I1	717	759
	I2	1509	1561
	I3	3248	2957

比较两元素的I2、I3可知，气态m2+再失去一个电子比气态f2+再失去一个电子难，原因是____________。

（4）已知e的碳酸正盐热分解温度比d的高，其原因是___________________。

（5）已知CaF2晶体常用于助熔剂，其晶胞结构如图所示。

设阿伏加德罗常数的值为NA ，F原子和Ca原子之间的距离为apm，在晶胞体对角线的1/4、3/4两点分别有个F-，则Ca2+的配位数是_______，晶体的密度为_______。

Answer 1

【答案】 四面体形 CO成N2 sp杂化 Mn2+的3d轨道电子排布为半充满状态较稳定 Mg2+半经比Ca2+小,MgO的晶格能比CaO大，MgCO3比CaCO3更易分解，因此CaCO3热分解温度较高 8 ×1030g/cm3

【解析】试题分析：a、c原子的L层有2个未成对电子，a是C元素、c是O元素、b是N元素；d的二价阳离子与具有相同的电子层结构，d是Mg元素； f3+离子M层3d轨道电子为半充满状态，f是Fe元素；d与e同主族，e是Ca元素；

解析：根据以上分析，（1）Fe3+3d轨道上的电子为价电子，Fe3+价层电子排布图是，NH3分子中N原子的价电子对数为 ，价层电子对构型为四面体形。（2）等电子体是原子数相同，价电子数相同的分子或离子，与CN-互为等电子体的分子的化学式CO或N2，CN-中C和N之间是叁键，C的σ键有2个，无孤电子对，价层电子对数为2，属于sp杂化。（3）f是Fe、m(质子数为25)是Mn，Mn2+的3d轨道电子排布为半充满状态较稳定，Fe2+的3d轨道有6个电子，所以气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难；（4）Mg2+半经比Ca2+小,MgO的晶格能比CaO大，MgCO3比CaCO3更易分解，因此CaCO3热分解温度较高； （5）在晶胞体对角线的1/4、3/4两点分别有个F-，则Ca2+的配位数是8；晶胞体对角线的1/4、3/4两点分别有个F-，所以1个晶胞含有8个F-；根据均摊原则，1个晶胞含有Ca2+=，所以晶胞的摩尔质量是312g/mol；F原子和Ca原子之间的距离为apm，则晶胞的边长是 ，所以晶体的密度是 ×1030g/cm3 。