Question

20．氟及氟產(chǎn)品在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛，回答下列問(wèn)題：
（1）基態(tài)氟原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有9種，這些電子的電子云形狀有2種；氟原子的外圍電子排布式為2s²2p⁵．
（2）NaHF₂（氟化氫鈉）電解可制氟氣，NaHF₂中所含作用力的類型有離子鍵、共價(jià)鍵、氫鍵；與HF₂^-互為等電子體的分子有CO₂（或Na₂O）（舉一例）．
（3）N₂F₂（二氟氮烯）分子中，氮原子的雜化軌道類型為sp²，畫(huà)出N₂F₂可能的結(jié)構(gòu)式．
（4）三氟化硼乙醚（如圖1）的熔點(diǎn)為-58℃，沸點(diǎn)為126～129℃，它屬于分子晶體．
（5）氟化鈣的晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示，晶胞參數(shù)α=0.555pm．
①Ca²⁺、F^-的配位數(shù)分別為8和4．
②列式表示氟化鈣晶體的密度：ρ=$\frac{4×78}{{N}_{A}•（{5.55×1{0}^{-6}）}^{3}}$g•cm^-3（不必計(jì)算出結(jié)果）．

Answer 1

分析 （1）原子核外含有多少電子，核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就有幾種；氟原子含有s和p兩種類型的軌道，則電子云有2種；氟原子最外層為L(zhǎng)層，含有7個(gè)電子，據(jù)此寫(xiě)出外圍電子排布式；
（2）NaHF₂中含有離子鍵、共價(jià)鍵，F(xiàn)的電負(fù)性較強(qiáng)，還存在氫鍵；
（3）N₂F₂（二氟氮烯）分子中存在氮氮雙鍵和兩個(gè)N-F鍵，據(jù)此畫(huà)出其結(jié)構(gòu)式，在根據(jù)N原子形成的σ鍵數(shù)目判斷雜化類型；
（4）根據(jù)三氟化硼乙醚的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)大小進(jìn)行判斷其晶體類型；
（5）①根據(jù)圖示的晶胞結(jié)構(gòu)判斷鈣離子、氟離子的配位數(shù)；
②該晶胞為立方體結(jié)構(gòu)，根據(jù)棱長(zhǎng)計(jì)算出該晶胞體積，再結(jié)合ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算出氟化鈣晶體的密度．

解答 解：（1）基態(tài)氟原子核外含有9個(gè)電子，則其核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有9種；氟原子核外含有2s軌道和p軌道兩種軌道，則氟原子的電子的電子云形狀有2種；氟原子的外圍含有7個(gè)電子，其外圍電子排布式為：2s²2p⁵，
故答案為：9；2；2s²2p⁵；
（2）NaHF₂為離子化合物，存在離子鍵，H-F鍵為共價(jià)鍵，F(xiàn)的電負(fù)性較強(qiáng)，還存在氫鍵，
故答案為：離子鍵、共價(jià)鍵、氫鍵；CO₂（或Na₂O）；
（3）N₂F₂（二氟氮烯）分子中，氮原子形成了3個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，則其雜化軌道類型為sp²；N₂F₂可能的結(jié)構(gòu)式為：，
故答案為：sp²；；
（4）三氟化硼乙醚（如圖1）的熔點(diǎn)為-58℃，沸點(diǎn)為126～129℃，其熔沸點(diǎn)降低，應(yīng)該屬于分子晶體，
故答案為：分子；
（5）①在CaF₂晶胞中每個(gè)Ca²⁺連接4個(gè)氟離子，但在下面一個(gè)晶胞中又連接4個(gè)氟離子，所以其配位數(shù)為8；在CaF₂晶胞中每個(gè)F^-連接4個(gè)鈣離子，所以其配位數(shù)為4，
故答案為：8；4；
②該晶胞中含有鈣離子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，氟離子在該晶胞的內(nèi)部，所以氟離子個(gè)數(shù)是8，該晶胞中含有4個(gè)CaF₂，該晶胞的體積為：V=（5.55×10^-6）³cm³，該晶胞的密度為：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{4×78}{{N}_{A}•（{5.55×1{0}^{-6}）}^{3}}$，
故答案為：ρ=$\frac{4×78}{{N}_{A}•（{5.55×1{0}^{-6}）}^{3}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了晶胞計(jì)算，題目難度中等，涉及原子核外電子排布、原子軌道雜化方式及雜質(zhì)類型、晶胞結(jié)構(gòu)及計(jì)算等知識(shí)，試題知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算能力，注意掌握晶胞的結(jié)構(gòu)及計(jì)算方法，明確原子核外電子排布規(guī)律及原子軌道雜化類型的判斷方法．