Question

稀土元素是指元素周期表中原子序数为57到71的15种镧系元素，以及与镧系元素化学性质相似的钪(Sc)和钇(Y)共17种元素。稀土元素有“工业维生素”的美称，如今已成为极其重要的战略资源。

（1）钪(Sc)为21号元素，位于周期表的_____区，基态原子价电子排布图为_______。

（2）离子化合物Na₃[Sc(OH)₆]中，存在的化学键除离子键外还有_______。

（3）Sm(钐)的单质与l，2－二碘乙烷可发生如下反应：Sm +ICH₂CH₂I→SmI₂+CH₂=CH₂。

ICH₂CH₂I中碳原子杂化轨道类型为______, lmol CH₂=CH₂中含有的σ键数目为______。常温下l，2－二碘乙烷为液体而乙烷为气体，其主要原因是__________。

（4） PrO₂（二氧化镨）的晶体结构与CaF₂相似，晶饱中Pr（镨）原子位于面心和顶点。则PrO₂（二氧化镨）的晶胞中有________个氧原子。

（5）Ce（铈）单质为面心立方晶体，其晶胞参数a=516pm。晶胞中Ce（铈）原子的配位数为_______，列式表示Ce（铈）单质的密度：________g/cm³（用N_A表示阿伏伽德罗常数的值，不必计算出结果）

Answer

d 共价键和配位键 sp3 3.01×1024或5NA 二碘乙烷的相对分子质量较大，分子间作用力较强，沸点相对较高。 8 12 或

【解析】(1)钪为21号元素，核外电子层排布为2、8、9、2，电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2，则钪元素位于周期表的d区，基态原子价电子排布图为；

(2)离子化合物 Na3[Sc(OH)6]中含有羟基与Sc的配位键，羟基中的氢氧元素之间的共价键；
(3)在ICH2CH2I分子中碳原子只形成了单键，有四个单键，故碳原子杂化轨道类型为sp3；1个CH2=CH2分子中含有5个σ键，故1mol CH2=CH2中含有的σ键数目为5NA，由于二碘乙烷的相对分子质量较大，分子间作用力较强，沸点相对较高，所以常温下1，2-二碘乙烷为液体而乙烷为气体；
(4)在晶胞中，Y为镨原子，X为氧原子，可以看到氧原子在晶胞的内部，故此晶胞中应有8个氧原子；
(5)Ce(铈)单质为面心立方晶体，以晶胞顶点的铈原子为例，与之距离最近的铈原子分布在经过该顶点的所有立方体的面心上，这样的面有12个，晶胞中铈原子位于顶点和面心，数目为8×1/8+6×1/2=4，该晶胞体积为a3，该晶胞的质量为4M/NA，根据ρ=可知，密度为4M/NA×a3g•cm-3，即为=g/cm3。