Question

［化学——物质结构与性质］

镧系为元素周期表中第ⅢB族、原子序数为57～71的元素。

（1）镝（Dy）的基态原子电子排布式为［Xe］4f¹⁰6s²，画出镝（Dy）原子外围电子排布图：_____。

（2）高温超导材料镧钡铜氧化物中含有Cu^3＋，基态时Cu^3＋的电子排布式为______。

（3）观察下面四种镧系元素的电离能数据，判断最有可能显示＋3价的元素是_____（填元素名称）。

几种镧系元素的电离能（单位：kJ·mol^－1）

元素	I1	I2	I3	I4
Yb（镱）	604	1217	4494	5014
Lu（镥）	532	1390	4111	4987
La（镧）	538	1067	1850	5419
Ce（铈）	527	1047	1949	3547

（4）元素铈（Ce）可以形成配合物（NH₄）₂［Ce（NO₃）₆］。

①组成配合物的四种元素，电负性由大到小的顺序为______（用元素符号表示）。

②写出氨的最简单气态氢化物水溶液中存在的氢键：______（任写一种）。

③元素Al也有类似成键情况，气态氯化铝分子表示为（AlCl₃）₂，分子中Al原子杂化方式为______，分子中所含化学键类型有______（填字母）。

a．离子键    b．极性键    c．非极性键   d．配位键

（5）PrO₂（二氧化镨）的晶体结构与CaF₂相似，晶胞中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；已知晶胞参数为apm，密度为ρg·cm^－3，N_A＝_____（用含a、ρ的代数式表示）。

Answer

[Ar]3d8(或1s22s22p63s23p63d8) 镧 O>N>H>Ce N－H···O(或N－H···N或O－H···N或O－H···O) sp3 bd 8 (或)

【解析】

（1）.根据镝(Dy)的基态原子电子排布式[Xe]4f106s2可知，镝(Dy)原子外围4f能级上有10个电子，6s能级上有2个电子，则其外围电子排布图为：，故答案为：；

（2）.Cu是 29号元素，基态原子的电子排布式为：[Ar]3d104s1，高温超导材料镧钡铜氧化物中含有Cu3+，说明Cu失去3个电子，则基态时Cu3+ 的电子排布式为：[Ar]3d8 (或1s22s22p63s23p63d8)，故答案为[Ar]3d8 (或1s22s22p63s23p63d8)；

（3）.第三电离能与第一电离能、第二电离能相差越小，第三个电子越容易失去，+3价可能性越大，在上述表中，镧的I1、I2和I3最接近，则最有可能显示+3 价的元素是镧，故答案为镧；

（4）. ①.元素铈(Ce)可以形成配合物(NH4)2[Ce(NO3)6]，组成配合物的四种元素中，因元素非金属性越强，电负性越大，则O>N>H，又因Ce是金属，其电负性在四种元素中最小，所以电负性大小顺序为：O>N>H>Ce，故答案为：O>N>H>Ce；

② . N和 O元素的电负性强，则NH3的水溶液中存在的氢键有：N-H…O(或 N-H…N或O-H…N或O-H…O)，故答案为N-H…O(或 N-H…N或O-H…N或O-H…O)；

③ .在气态氯化铝 (AlCl3)2中，每个Al原子与4个Cl原子形成4个σ键，则Al原子的杂化方式为sp3，在该分子中，与Al原子形成极性共价键的两个Cl原子中，有一个是配位键，氯原子提供电子，铝原子提供空轨道，故答案为sp3；bd；

（5）.PrO2(二氧化镨)的晶体结构与CaF2相似，晶胞中镨原子位于面心和顶点，所以晶胞中镨原子的个数为：6×1/2+8×1/8=4，则氧原子个数为：4×2=8；根据上述分析可知，一个二氧化镨晶胞中含有4个PrO2，则ρ==，则NA=(或)，故答案为8；(或)；