Question

卤素的单质和化合物种类很多，我们可以利用所学物质结构与性质的相关知识去认识和理解它们。回答下列问题：

(1)溴原子的价层电子排布图为_______。根据下表提供的第一电离能数据，判断最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是________(填元素符号)。

	氟	氯	溴	碘
第一电离能/ (kJ·mol^－^1)	1 681	1 251	1 140	1 008

(2)氢氟酸在一定浓度的溶液中主要以二分子缔合[(HF)₂]形式存在，使氟化氢分子缔合的相互作用是____________。碘在水中溶解度小，但在碘化钾溶液中明显增大，这是由于发生反应：I^－＋I₂=I₃^-，CsICl₂与KI₃类似，受热易分解，倾向于生成晶格能更大的物质，试写出CsICl₂受热分解的化学方程式：_________________________________。

(3)ClO₂^-中心氯原子的杂化轨道类型为________，与ClO₂^-具有相同立体构型和键合形式的物质的化学式为____________(写出一个即可)。

(4)如图甲为碘晶体晶胞结构，平均每个晶胞中有________个碘原子，碘晶体中碘分子的配位数为____________。

　　

(5)已知N_A为阿伏加德罗常数，CaF₂晶体密度为ρ g·cm^－3，其晶胞如图乙所示，两个最近Ca^2＋核间距离为a nm，则CaF₂的相对分子质量可以表示为____________。

Answer

I 氢键 CsICl2CsCl＋ICl sp3 Cl2O(或OF2等) 8 12 a3ρ NA×10－21

【解析】

（1）Br原子的价电子排布式为4s24p5；元素的第一电离能越小，失电子能力越强，越容易失电子成为阳离子；

（2）氢键能使HF分子之间缔合；碘在水中的溶解度小，在碘化钾溶液中明显增大，是由于I－＋I2=I3-，CsICl2与KI3类似，受热易分解，倾向于生成晶格能更大的物质CsCl，同时生成ICl，据此写出方程式；

（3）ClO2-中心Cl原子价层电子对数=2+=4，且含有两个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断杂化轨道类型，等电子体空间构型和键合形式相似；

（4）利用均摊法计算；

（5）该晶胞中F-为8个，Ca2+为8×+6×=4，两个最近Ca2+核间距为a nm=a×10-7cm，晶胞棱长=a×10-7cm，晶胞的体积V为(a×10-7)3cm3，则=，代入数据进行计算。

（1）Br原子的价电子排布式为4s24p5，价层电子排布图为；元素的第一电离能越小，失电子能力越强，越容易失电子成为阳离子，由表格中的数据可知，易形成阳离子的是I；

（2）氢键能使HF分子之间缔合，所以氢键导致HF分子缔合；I2在水中溶解度小，在碘化钾溶液中明显增大，是由于I－＋I2=I3-，CsICl2与KI3类似，受热易分解，倾向于生成晶格能更大的物质为CsCl，同时生成ICl，方程式为：CsICl2CsCl＋ICl；

（3）ClO2-中心Cl原子价层电子对数=2+=4，且含有两个孤电子对，根据价层电子对互斥理论可知杂化轨道类型为sp3，等电子体空间构型和键合形式相似，与该离子具有相同立体构型和键合形式的有Cl2O(或OF2等)；

（4）平均每个晶胞中碘原子的个数=（8×+6×）×2=8；碘晶体中碘分子的配位数=3×8÷2=12；

（5）该晶胞中F-为8个，Ca2+为8×+6×=4，两个最近Ca2+核间距为a nm=a×10-7cm，晶胞棱长=a×10-7cm，晶胞的体积V为(a×10-7)3cm3，则=，M==g/mol=a3ρ NA×10－21 g/mol，则CaF2的相对分子质量可以表示为a3ρ NA×10－21。