Question

【选修3：物质的结构与性质】Ⅰ.氟元素是电负性最大的非金属元素，且氟原子的半径小，因此氟单质极易和金属单质反应且把它们氧化到最高价态，如MnF₇ 、VF₅ 、CaF₂ 等。氟元素还可以和氧元素形成氟化物，如OF₂ 等。

请回答下列问题：

（1）V原子的核外电子排布式为                。如图表示一个不完整的CaF₂ 晶胞，则图中实心球表示         (填“F^-或Ca²⁺ )。 设晶胞边长为a，则最近的F^-和Ca²⁺之间的距离为       (用含a的代数式表示)。

（2）OF₂ 分子中氧原子的轨道杂化类型为         ，OF₂被称为氟化物而不被称为氧化物的原因是            。

Ⅱ.纯铜在工业上主要用来制造导线、电器元件等，铜能形成+1和+2的化合物。回答下列问题：

（3）写出基态Cu⁺ 的核外电子排布式          。C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是           。

（4）如图所示是铜的某种氧化物的晶胞示意图，该氧化物的化学式为                。

（5）向硫酸铜溶液中滴加氨水会生成蓝色沉淀，在滴加氨水至沉淀刚全部溶解时可得到蓝色溶液，继续向其中加入极性较小的乙醇可以生成深蓝色的[Cu(NH₃)₄]SO₄·H₂O沉淀。该深蓝色沉淀中的NH₃通过键与中心离子Cu²⁺结合。NH₃分子中的N原子杂化方式是            。与NH₃分子互为等电子体的一种微粒是           (任写一种)

Answer

（1）1s22s22p63s23p63d34s2 或[Ar]3d34s2 (2分)Ca2+ (1分) (3 分 )

（2）sp3杂化(1分) 氧化物中氧元素显负价，而在OF2中氧元素的化介价为+2 (1分)

II．（3）ls22s22p63s23p63d10或【Ar】3d10(2分) N、O、C (1分)

（4）CuO (1分) （5）配位(1分) sp3杂化 (1分) H3O+等(1分)

【解析】

试题分析：（1）V原子是23号，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2(或[Ar]3d34s2)；CaF2晶胞中，白球的数目为8×1/8+6×1/2=4，黑球全部在晶胞内部，数目为8，则图中白球是钙离子；把晶胞分成8个小的立方体如图，则F-位于小立方体的中心，即小红球，则Ca2+与F-之间的最近距离为小立方体的体对角线的一半，已知晶胞边长为a，则小立方体的边长为a/2，设Ca2+与F-之间的最近距离为x，

则(a/2)2+(a/2)2+(a/2)2=x2，解得x=；

（2）OF2分子中氧原子为2+(6-2×1)/2=4，属于sp3杂化；OF2中F元素为-1价，O元素的化合价为+2价，而氧化物中O元素的化合价为-2价，所以OF2被称为氟化物；

（3）Cu的原子序数为29，价电子排布为3d104s1，则基态Cu+的核外电子排布式为 ls22s22p63s23p63d10或【Ar】3d10，C、O、N元素都是第二周期非金属元素，同一周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级是半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能N＞O＞C；

（4）由晶胞示意图可知，1个晶胞中有4个A，B为8×1/8+6×1/2=4个，原子个数之比为1：1，该氧化物的化学式为CuO；

（5）NH3中N原子提供孤对电子，Cu2+提供空轨道，二者形成配位键；NH3分子中孤对电子数为1，成键数为3，则N原子的杂化方式为sp3，与NH3分子互为等电子体的一种微粒具有相同的价电子数8和原子数4，微粒为PH3或H3O+等。

考点：考查电子排布式、晶胞的分析与计算、杂化理论的应用。