Question

【題目】硫和鈣的相關(guān)化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。回答下列問題:

（1）基態(tài)Ca原子中,核外電子占據(jù)最高能層的符號是________，該能層為次外層時(shí)最多可以容納的電子數(shù)為_________。元素Ca和S相比,第一電離能較大的是______(填元素符號)。

（2）鈣元素的焰色反應(yīng)呈磚紅色,其中紅色對應(yīng)的輻射與鉀元素的焰色反應(yīng)對應(yīng)顏色的輻射波長,較短的是_______(填元素符號)。

（3）H2S和H2O分子構(gòu)型都為V形,中心原子的雜化形式都是______,但H2O分子鍵角大于H2S分子,原因是________________。

（4）鈣元素和錳元素屬于同一周期，且核外最外層電子構(gòu)型相同,但金屬鈣的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等都比金屬錳低,原因是________________。

（5）Ca、Mn、Mg的氧化物和硫化物都具是NaCl型結(jié)構(gòu)的離子晶體，其中陰離子采用面心立方最密堆積方式,X射線衍射實(shí)驗(yàn)測得它們的晶胞參數(shù)如下表:

氧化物晶體	CaO	MnO	MgO
a/nm	0.421	0.444	0.480
硫化物晶體	MgS	MnS	CaS
a/nm	0.520	0.520	0.568

由表可知:r(S2-)____r(O2-)(填“>”或“<”),r(Mg2+)、r(Ca2+)、r(Mn2+)由大到小的的順序是__________,r(S2-)為_____nm,r(Ca2+)為_____nm。

Answer 1

【答案】 N 18 S K sp3雜化 O元素電負(fù)性大于S元素，分子中O-H鍵電子對的電子云更偏向中心O原子，使斥力增大，鍵角增大 鈣的原子半徑較大且價(jià)電子數(shù)較少，金屬鍵較弱 > r(Ca2+)>r(Mn2+)>r(Mg2+) 0.184 0.100

【解析】Ca是20號元素，核外有4個(gè)電子層，核外電子占據(jù)最高能層的符號是N, 根據(jù)核外電子排布規(guī)律，次外層不能超過18個(gè)電子，第一電離能S>Mg>Ca,第一電離能較大的是S故答案： N 18 S。

（2）鈣元素的焰色反應(yīng)呈磚紅色,鉀元素的焰色反應(yīng)呈紫色，紫色的輻射波長比紅色短，故答案：K。

（3）H2S和H2O分子構(gòu)型都為V形,中心原子的雜化軌道數(shù)目都是4，都采用SP3雜化，O元素的電負(fù)性大于S,分子中O-H鍵電子對的電子中心氧原子，使斥力增大，導(dǎo)致H2O分子鍵角大于H2S分子。答案：sp3雜化 O元素電負(fù)性大于S元素，分子中O-H鍵電子對的電子云更偏向中心O原子，使斥力增大，鍵角增大 。

（4）鈣的原子半徑較大且價(jià)電子數(shù)較少，金屬鍵較弱，使得金屬鈣的熔點(diǎn)，沸點(diǎn)等都比金屬錳低，故鈣的原子半徑較大且價(jià)電子數(shù)較少，金屬鍵較弱。

（5）由表可知，相同金屬的晶胞參數(shù)中，氧化物的都小于硫化物的，因此:r(S2-)>r(O2-),根據(jù)不同金屬氧化物的晶胞參數(shù)r(Mg2+)、r(Ca2+)、r(Mn2+)由大到小的順序是r(Ca2+)>r(Mn2+)>r(Mg2+)，因?yàn)镾2-是面心立方最緊密堆積方式，面對角線是S2-半徑的4倍，即4r=0.520 r=0.184 nm；硫化鈣屬于氯化鈉結(jié)構(gòu)，根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)= （Ca2+）==0.100 nm 答案：r(Ca2+)>r(Mn2+)>r(Mg2+) 0.184 0.100