Question

【題目】化學·選修3:物質結構與性質

氟及其化合物用途非常廣泛，自然界中氟多以化合態形式存在,主要有螢石（CaF2）、冰晶石（ Na3AlF6）等。回答下列問題:

（1）基態氟原子中有_________________種能量不同的電子。

（2）NF3是微電子工業中優良的等離子刻蝕氣體。NF3與NH3的空間構型相同,但是NH3（ -33° C）的沸點比NF3（ -129° C）的高，原因為_____________。

（3）氟硼酸（ HBF4,屬于強酸）常用于替代濃硫酸作鉛蓄電池的電解質溶液,可由HF和BF3合成，從化學鍵形成角度分析HF與BF3能化合的原因:________。

（4）液態[H2F]+中存在[H2F]+和[HF2]- ,[HF2]-的結構可表示為[F-H…F]- ,[H2F]+的VSEPR模型名稱為________形。NaHF2可用于制無水氟化氫和供雕刻玻璃、木材防腐等。常溫常壓下為白色固體,易溶于水,160°C分解。NaHF2中所含作用力的類型有______. （填字母）。

a 離子鍵 b 共價鍵 c 配位鍵 d 氫鍵

（5）CaF2是難溶化合物,其品胞結構如圖所示:

①若原子坐標參數A處為（0,0,0）,B處為（,C處為（1，1，1）,則D處為_____.

②每個Ca2+周圍距離最近的Ca2+共有_____個。

③已知:CaF2晶體密度為cg·cm-3 ,則晶胞中Ca2+與最近的F-之間的距離為____nm（設NA表示阿伏加德羅常數的值,用含c、NA的式子表示）。

Answer 1

【答案】3 二者均為分子晶體，但是NH3分子間能形成氫鍵 HF分子中F原子有孤電子對，而BF3分子中B原子有空軌道，二者可以形成配位鍵 四面體 abd 12

【解析】

(1)基態F 原子的電子排布式為1s22s22p5，所以有3種不同能量的電子，故答案為：3；

(2)NH3與NF3均為分子晶體，NH3能形成分子間氫鍵，所以熔沸點更高，故答案為：二者均為分子晶體，但是NH3分子間能形成氫鍵；

(3)BF3分子中B原子上有空軌道，而HF分子中的F原子上有孤電子,對,當BF3與HF靠近時，HF分子中F原子的孤電子對填充BF3分子中B原子的空軌道，二者形成配位鍵，從而結合形成HBF4，故答案為：HF分子中F原子有孤電子對，而BF3分子中B原子有空軌道,二者可以形成配位鍵；

(4)[H2F]+中F的價層電子對數為4，故為sp3雜化，VSEPR模型為四面體。NaHF2 中Na+與[HF2]-之間為離子鍵，[F—HF]-中含共價鍵和氫鍵，故答案為：四面體；abd；

(5)①D點在底面和側面的投影均為面對角線的處，故坐標為；

②晶胞中Ca2+構成面心立方最密堆積方式，每個Ca2+周圍最近的Ca2+有12個，故答案為：12；

③根據均攤法可知，1個氟化鈣晶胞中有4個F-，=4Ca2+；設晶胞中棱長為acm;氟化鈣的式量為78;，根據密度計算公式，所以a=，從晶胞結構可以看出，與Ca2+最近的F-距離為a，即，故答案為：。