Question

8．2011年3月11日日本发生了9.0级强地震．福岛第一核电站1号机组12日下午发生的氢气爆炸．随后在爆炸核电站周围检测到的放射性物质有碘131和铯137．碘131一旦被人体吸入，可能会引发甲状腺疾病．日本政府计划向核电站附近居民发放防止碘131辐射的药物碘片．
（1）Cs（铯）的最外层电子排布式为6s¹，与铯同主族的前四周期（包括第四周期）的三种元素A、B、C的电离能如下表：

元素代号	A	B	C
第一电离能（kJ•mol-1）	520	496	419

那么三种元素A、B、C的元素符号分别为Li、Na、K，形成其单质晶体的化学键类型是金属键．
（2）F与I同主族，BeF₂与H₂O都是由三个原子构成的共价化合物分子，二者分子中的中心原子Be和O的杂化方式分别是sp、sp³．
（3）与碘同主族的氯具有较高的活泼性，能够形成大量的含氯化合物，如金属氯化物，非金属氯化物等．BCl₃是一种非金属氯化物，该物质分子中B-Cl键的键角为120°．
（4）碘131是碘单质，其晶胞结构如下图所示，该晶胞中含有4个I₂分子；KI的晶胞结构如下图乙所示，每个K⁺紧邻6个I^-．

Answer 1

分析 （1）由铯的最外层电子排布式为6s¹，可知A、B、C为第ⅠA族，而ⅠA族前四周期的元素分别为H、Li、Na、K，又由提供的A、B的第一电离能的差值与B、C的第一电离能的差值相差不大可知，A、B、C不可能有H元素，而同主族元素随着电子层数的增加，第一电离能逐渐减小，故A、B、C分别为Li、Na、K．
（2）BeF₂分子内中心原子为Be，其价电子数为2，F提供2个电子，根据Be原子的价层电子对数判断Be原子的杂化类型；根据H₂O分子的中心原子为O的价电子数判断原子杂化类型；
（3）硼原子价电子数为3，Cl提供3个电子，据此判断硼原子的价层电子对数，因价层电子对中没有孤对电子，故BCl₃为平面正三角形结构，分子中B-Cl键的键角为120°．
（4）由碘晶胞可知，I₂在晶胞的8个顶点和6个面上，根据均摊法计算I₂分子；根据NaCl晶胞结构判断K⁺紧邻的I^-．

解答 解：（1）由铯的最外层电子排布式为6s¹，可知A、B、C为第ⅠA族，而ⅠA族前四周期的元素分别为H、Li、Na、K，又由提供的A、B的第一电离能的差值与B、C的第一电离能的差值相差不大可知，A、B、C不可能有H元素，而同主族元素随着电子层数的增加，第一电离能逐渐减小，故A、B、C分别为Li、Na、K；都是金属单质，微粒均以金属键结合，
故答案为：Li、Na、K；金属键；
（2）BeF₂分子内中心原子为Be，其价电子数为2，F提供2个电子，所以Be原子的价层电子对数为$\frac{2+2}{2}$=2，Be原子的杂化类型为sp杂化；H₂O分子的中心原子为O，其价电子数为6，H提供2个电子，所以O原子的价层电子对数为$\frac{6+2}{2}$=4，O原子杂化类型为sp³，
故答案为：sp；sp³；
（3）硼原子价电子数为3，Cl提供3个电子，硼原子的价层电子对数为$\frac{3+3}{2}$=3，因价层电子对中没有孤对电子，故BCl₃为平面正三角形结构，分子中B-Cl键的键角为120°，
故答案为：120°；
（4）由碘晶胞可知，I₂在晶胞的8个顶点和6个面上，故一个晶胞中含有I₂分子数为$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}$=4；KI晶胞与NaCl晶胞结构相似，每个K⁺紧邻6个I^-，
故答案为：4；6．

点评 本题综合考查物质结构与性质，涉及核外电子排布规律、电离能、杂化理论、分子结构、晶胞结构等，难度中等．