Question

铂钴合金是以铂为基含钴二元合金，在高温下，铂与钻可无限互溶，其固体为面心立方晶格。铂钻合金磁性极强，磁稳定性较高，耐化学腐蚀性很好，主要用于航天航空仪表、电子钟表、磁控管等。氟及其化合物CuF用途非常广泛。回答下列问题：

(1)聚四氟乙烯是一种准晶体，准晶体是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过________________方法区分晶体、准晶体和非晶体。

(2)基态F原子的价层电子排布图(轨道表达式)为________________。

(3) [H₂F]⁺[SbF₆]ˉ (氟锑酸)是一种超强酸，存在[H₂F]⁺，该离子的空间构型为______________，与[H₂F]⁺具有相同空间构型且中心原子与F原子同周期的分子是_____________。

(4)NH₄F(氟化铵)可用于玻璃的蚀刻防腐剂、消毒剂。中心原子的杂化类型是____________；氟化铵中存在_______________(填字母)。

A.离子键       B.σ键            C.π键              D.氢键

(5)SF₄被广泛用作高压电气设备的绝缘介质。SF₄是一种共价化合物，可通过类似于Bom-Haber循环能量构建能量图计算相关键能。则F-F键的键能为_____kJ/mol，S-F键的键能为______ kJ/mol。

 

(6)CuCl的熔点为326℃，能升华，熔化呈液态时不导电；CuF的熔点为1008℃，熔化呈液态时能导电。

①CuF中Cu⁺的基态价电子排布式________铜元素位于元素周期________区，金属Cu的堆积模型为__________________。

②CuF的熔点比CuCl的高，原因是______________

③已知N_A为阿伏加德罗常数的值，CuF的密度为7.1g/cm³，晶胞结构如图所示，则CuF的晶胞参数a=_______nm(列出计算式)

Answer

X-射线衍射实验 V形 H2O sp3 AB 155 327 3d10 ds 面心立方最密堆积 CuF为离子晶体，CuCl为分子晶体 ×107

【解析】

(2)根据核外电子排布规律写出F的核外电子排布，再画出价电子排布图；

(3)根据同族替换和等量代换原则找等电子体，等电子体具有相同的空间构型；

(4)根据价层电子对互斥理论判断原子的杂化方式；

(5)在标准状况下，将1mol气态分子解离为气态原子所需的能量；

(6)离子晶体熔沸点高于分子晶体；根据均摊法计算晶胞中各微粒的数目，确定晶胞的质量，根据计算晶胞参数。

(1)从外观无法区分晶体、准晶体和非晶体，但用X光照射会发现：晶体对X射线发生衍射，非晶体不发生衍射，准晶体介于二者之间，因此通过X-射线衍射实验可区分晶体、准晶体和非晶体；

(2)F的原子序数为9，核外电子排布式为1s22s22p5，价电子为2s22p5，因此基态F原子的价电子排布图为；

(3)[H2F]+的中心原子的价层电子对数为=4，含有两对孤对电子，所以空间构型为V形；原子总数相同，价电子总数相同的分子或离子互为等电子体，结构相似，所以与[H2F]+具有相同空间构型且中心原子与F原子同周期的分子是H2O；

(4)中心原子的价层电子对数为4，所以为sp3杂化；NH4F中氟离子和铵根之间为离子键，铵根内部共价键和配位键均为σ键，所以选AB；

(5)由图象可知，3molF2(g)形成F(g)断裂3molF-F键，吸收465kJ能量，则F-F键的键能为155kJ•mol-1；由图可知1molS(g)和6molF(g)形成SF6(g)要形成6molS-F键，放出1962kJ能量，则S-F的键能为kJ•mol-1=327kJ•mol-1；

(6)①Cu元素为29号元素，基态Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，失去最外层一个电子形成Cu+，所以Cu+的价电子排布式为3d10；铜元素位于第四周期第IB族，所以属于ds区；金属铜为面心立方最密堆积；

②CuCl的熔点为426℃，熔化时几乎不导电，应为分子晶体，而CuF为离子晶体，一般离子晶体的熔沸点比分子晶体高，所以CuF比CuCl熔点高；

③根据均摊法，晶胞内部黑球个数为4，晶体化学式为CuF，所以白球个数也为4，即晶胞中有4个亚铜离子和4个氟离子，所以晶胞的质量为m=g，晶胞体积V=a3，晶体的密度，可解得a=×107nm。