Question

钾和碘的相关化合物在化工医药材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题:

(1)基态K原子中，核外电子的空间运动状态共____种，占据最高能级的电子的电子云轮廓图形状为________。

(2)K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同。第一电离能比较:K____(填“>”或“<”)Cr，金属键强度比较:K________(填“>”或“<")Cr.

(3)IO₃^-离子的立体构型的名称为_____，中心原子的杂化方式为________.

(4)HIO₄的酸性强于HIO₃,其原因为_________

(5)KIO₃晶体是一种性能良好的非线性光学材料，晶胞如图所示。

晶胞的棱长为a=0.446nm,晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，K与I间的最短距离为_______nm,与K紧邻的O的个数为______。阿伏加德罗常数的值为6.02×10²³，列式计算晶体的密度为_________g/cm³. (不必计算结果)

Answer

10 球形 < < 三角锥形 sp3杂化 HIO4中I的正电性更高，导致I－O－H中O的电子向I偏移，更容易电离出H+，酸性更强 或0.386 12

【解析】

(1)K原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1，有4种s轨道，2p、3p能级各有3个轨道；

(2)Cr的原子半径小、核电荷数更大，对核外电子吸引越大；Cr形成的离子半径小，与电子之间的静电作用大；

(3)IO3-离子中I原子孤电子对==1，价层电子对数=3+1=4；

(4)同种元素含氧酸，元素的化合价越高，对O的电子吸引越强，越容易电离出H+；

(5)I位于晶胞体对角线上，K与I间的最短距离为体对角线长度的一半，而体对角线长度等于棱长的倍；顶点K与面心O相邻，每个顶点为8个晶胞共用，每个面为2个晶胞共用；均摊法计算晶胞中各原子数目，计算晶胞的质量，晶体密度= 。

(1)基态K原子的电子排布为1s22s22p63s23p64s1，所以核外电子的空间运动状态共10种，核外电子占据的最高能层为N；K原子最外层4s轨道电子云轮廓为球形；故答案是：10；球形；

(2)Cr的原子半径小、核电荷数更大，对核外电子吸引越大，故第一电离能：K＜Cr；Cr形成的离子半径小，与电子之间的静电作用大，故金属键：K＜Cr；

故答案为：＜；＜；

(3)IO3-离子中I原子孤电子对==1，价层电子对数=3+1=4，空间构型为三角锥形，I原子采取sp3杂化；

故答案为：三角锥形；sp3杂化；

(4)同HIO4中I的正电性更高，导致I-O-H中O的电子向I偏移，更容易电离出H+，HIO4的酸性强于HIO3；

故答案为：HIO4中I的正电性更高，导致I-O-H中O的电子向I偏移，更容易电离出H+，酸性更强；

(5)由晶胞图可知，K原子处于顶角，I原子处于体心，两者的最近距离为立方体体对角线的一半，即nm；由晶胞可知，与K原子紧邻的氧原子，在三个坐标平面中各有4个，所以共12个氧原子；由晶胞图可知，每个晶胞实际拥有：K原子：1个（8个顶点），I原子1个（体心），O原子3个（6个面心），化学式为KIO3；一个晶胞的质量为：g，一个晶胞的体积为（0.446×10-7）3cm3，根据，得晶体的密度为g/cm3；

故答案是：或0.386；12；。