Question

I.氟及其化合物用途非常广泛。回答下列问题：

(1)聚四氟乙烯商品名称为“特氟龙”，可做不粘锅涂层。它是一种准晶体，该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)锑(Sb)与砷处于同一主族且相邻，基态锑原子价电子排布式为______。[H₂F]⁺[SbF₆]^-(氟酸锑)是一种超强酸，存在[H₂F]⁺，写出一种与[H₂F]⁺互为等电子体的阴离子是_________。

(3)硼酸(H₃BO₃)和四氟硼酸铵(NH₄BF₄)都有着重要的化工用途。

①H₃BO₃和NH₄BF₄涉及的四种元素中第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序____(填元素符号)。

②H₃BO₃本身不能电离出H⁺，在水中易结合一个OH^﹣生成[B(OH)₄]^﹣，而体现弱酸性。[B(OH)₄]^﹣中B原子的杂化类型为_________。

③NH₄BF₄(四氟硼酸铵)可用作铝或铜焊接助熔剂、能腐蚀玻璃等。四氟硼酸铵中存在_______(填序号)：

A 离子键       B σ键        C π键        D 范德华力      E 配位键

(4)CuCl的熔点为426℃，熔化时几乎不导电；CuF的熔点为908℃。

①CuF比CuCl熔点高的原因是_____________；

②CuF的晶胞结构如图1。F^-填充在Cu⁺围成的_______空隙中，空隙填充率为________%。

Ⅱ.AA705合金(含Cu、Al、Zn、Mg和Ti)几乎与钢一样坚固，但重量仅为钢的三分之一，已被用于飞机机身和机翼、智能手机外壳上等。

(5)CN^-、NH₃、H₂O和OH^-等配体都能与Zn²⁺形成配离子。1mol [Zn(NH₃)₄]²⁺含________ molσ键，中心离子的配位数为__________。

钛晶体有两种品胞，如图所示。

①如图2所示，晶胞的空间利用率为______(用含п的式子表示)。

②已知图3中六棱柱边长为x pm，高为y pm。该钛晶胞密度为D g·cm^-3，N_A为______mol^-1(用含x y和D的式子表示)。

Answer

X—射线衍射 5s25p3 F＞N＞O＞B sp3 ABE 由两者的熔点可知，CuCl是分子晶体，而CuF为离子晶体，离子晶体的熔点高 正四面体 50 16 4 ×1030

【解析】

根据原子核外电子排布规律书写价电子排布式，根据等电子体原理书写等电子体，利用原子半径及全、半充满比较第一电离能大小，根据杂化轨道及价电子互斥理论判断杂化类型，根据配合物结构判断粒子间的作用力，根据晶胞结构结合均摊法和立体几何知识进行晶胞的相关计算。

Ⅰ.(1)从外观无法区分三者，区分晶体、非晶体、准晶体最可靠的方法是X—射线衍射法；

(2)锑为51号元素，Sb位于第五周期VA族，则基态锑(Sb)原子价电子排布式为5s25p3，[H2F]+[SbF6]-(氟酸锑)是一种超强酸，存在[H2F]+，[H2F]+中中心原子F的价层电子对数为2+=4，σ键电子对数为2，该离子的空间构型为V型，与[H2F]+具有相同空间构型和键合形式的阴离子(即等电子体)为；

(3)①H3BO3和NH4BF4涉及的四种元素中第二周期元素是B、N、O、F四种元素，同周期元素从左向右第一电离能呈增大趋势，N的2p能级半充满较稳定，N的第一电离能大于O，则这四种元素第一电离能由大到小的顺序为F＞N＞O＞B；

②[B(OH)4]﹣中B的价层电子对=，所以B采取sp3杂化；

③NH4BF4(四氟硼酸铵)中含铵根离子和氟硼酸根离子，铵根离子中含3个σ键和1个配位键，氟硼酸根离子中含3个σ键和1个配位键，铵根离子和氟硼酸根离子以离子键相结合，则四氟硼酸铵中存在离子键、σ键、配位键，答案选ABE；

(4)①CuCl的熔点为426℃，熔化时几乎不导电，CuCl是分子晶体，而CuF的熔点为908℃，CuF为离子晶体，CuF离子晶体的晶格能大于CuCl分子间范德华力，故CuF比CuCl熔点高；

②根据CuF的晶胞结构图可知，F-填充在Cu+围成的正四面体空隙中，一个晶胞中存在8个正四面体空隙，其中4个被F-填充，故空隙填充率为50%；

Ⅱ.(5)所有单键包括配位键均为σ键，双键中有一个为σ键，每个NH3分子中含有3个N-H键，中心原子Zn与四个N原子之间存在配位键，则1mol [Zn(NH3)4]2+含(4+3×4)mol=16mol σ键，配位体为NH3，中心离子Zn2+的配位数为4；

①由图3可知，晶胞中钛原子的数目为1+8×=2，设原子半径为r，则晶胞的对角线为4r，晶胞的边长为，则空间利用率为；

②②图4晶胞中钛原子的数目为3+2×+12×=6，晶胞的质量为g，六棱柱边长为x pm，高为y pm，则晶胞的体积为x2y×10-30cm3，则D=g÷(x2y×10-30)cm3，由此计算得NA=mol-1。