Question

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）原子价层电子排布图：____________.

（2）高温超导材料镧钡铜氧化物中含有Cu³⁺,基态时Cu³⁺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画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A1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，晶胞中错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

1s22s22p63s23p63d8 镧 O＞N＞H＞Ce N-H…O(或N-H…N或O-H…N或O-H…O) sp3杂化 bd 8

【解析】

(1)镝(Dy)的基态原子外围价电子排布式为4f106s2，结合泡利原理、洪特规则画出排布图；

(2)Cu原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1，先失去4s能级1个电子，再失去3d能级2个电子形成Cu3+；

(3)第三电离能与第一电离能、第二电离能相差越小，与第四电离能相差越大，第三个电子越容易失去，+3价的可能性越大；

(4)①同周期主族元素自左而右电负性增大，N、O在它们的氢化物中均表现负化合价，数目它们的电负性均大于氢元素的，一般非金属性越强，电负性越大；

②NH3的水溶液中，NH3分子之间形成氢键，水分子之间形成氢键，NH3与水分子之间形成2种氢键(N-H…O或O-H…N)；

③气态氯化铝分子表示为(AlCl3)2，Al原子价电子数为3，与Cl原子已经全部成键，Al原子有1个空轨道，Cl原子有孤电子对，Al原子与Cl之间形成1个配位键，结构式为；

(5)PrO2(二氧化镨)的晶体结构与CaF2相似，晶胞中Pr(镨)原子位于面心和顶点，根据均摊法计算晶胞中Pr原子数目，再根据化学式中原子数目之比计算晶胞中O原子数目；结合晶胞中原子数目用阿伏伽德罗常数表示出晶胞质量，而晶胞质量也等于晶胞体积与密度乘积，联立计算。

(1)镝(Dy)的基态原子外围电子排布式为4f106s2，由泡利原理、洪特规则，外围价电子排布图为：；

(2)Cu原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1，先失去4s能级1个电子，再失去3d能级2个电子形成Cu3+，基态时Cu3+的电子排布式为：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价的可能性越大，在上述表中La的I1+I2和I3最接近，I3与I4差距最大，故La元素最可能形成+3；

(4)①同周期主族元素自左而右电负性增大，N、O在它们的氢化物中均表现负化合价，数目它们的电负性均大于氢元素的，一般非金属性越强，电负性越大，电负性由大到小的顺序为：O＞N＞H＞Ce；

②NH3的水溶液中，NH3分子之间形成氢键(N-H…N)，水分子之间形成氢键(O-H…O)，NH3与水分子之间形成2种氢键(N-H…O或O-H…N)；

③气态氯化铝分子表示为(AlCl3)2，Al原子价电子数为3，与Cl原子已经全部成键，Al原子有1个空轨道，Cl原子有孤电子对，Al原子与Cl之间形成1个配位键，结构式为，Al是原子采取sp3杂化，含有的化学键有极性键、配位键，没有离子键、非极性键；

(5)PrO2(二氧化镨)的晶体结构与CaF2相似，晶胞中Pr(镨)原子位于面心和顶点，则晶胞中Pr原子数目=8×+6×=4，而Pr原子与O原子数目之比为1：2，则晶胞中O原子数目为4×2=8，晶胞质量=g=(a×10-10 cm)3×ρg•cm-3，整理得NA=。