Question

【題目】氟代硼酸鉀(KBe2BO3F2)是激光器的核心材料，我國化學家在此領域的研究走在了世界的最前列。回答下列問題：

(1)氟代硼酸鉀中各元素原子的第一電離能大小順序是F>O> ___。基態K+電子占據最高能級的電子云輪廓圖為____形。

(2) NaBH4是有機合成中常用的還原劑，其中的陰離子空間構型是____，中心原子的雜化形式為____。NaBH4中存在____（填標號）。

a. 離子鍵 b. 氫鍵 c. σ鍵 d. π鍵

(3) BeC12中的化學鍵具有明顯的共價性，蒸汽狀態下以雙聚分子存在的BeCl2的結構式為 ___，其中Be的配位數為_____。

(4)第三周期元素氟化物的熔點如下表：

解釋表中氟化物熔點變化的原因：____。

(5) CaF2的一種晶胞如圖所示。Ca2+占據F-形成的空隙，其空隙率是____。若r(F-)=x pm，r(Ca2+) =y pm，設阿伏加德羅常數的值為NA，則CaF2的密度ρ=_____ g.cm-3（列出計算表達式）。

Answer 1

【答案】Be＞B＞K 啞鈴（紡錘） 正四面體 sp3 ac 3 前三種為離子晶體，晶格能依次增大；后三種為分子晶體，分子間作用力依次增大 50% 或

【解析】

(1) 同一周期，從左到右，元素的第一電離能逐漸增大，但第ⅡA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，同一主族，從上到下，元素的第一電離能逐漸減小，據此判斷第一電離能大小順序；根據K為19號元素，基態K+電子占據最高能級的電子為3p，據此判斷電子云形狀；

(2) BH4-中B形成4個σ鍵，沒有孤電子對；NaBH4屬于離子化合物，陰離子為BH4-，據此分析判斷存在的化學鍵類型；

(3) BeCl2中Be為4號元素，存在空軌道，Cl含有孤電子對，據此分析解答；

(4)前三種為離子晶體，后三種為分子晶體，結合影響離子晶體和分子晶體熔點的因素分析解答；

(5) 根據CaF2的晶胞圖，F一形成的空隙有8個，其中4個空隙被Ca2+占據；根據均攤法計算一個晶胞中含有F一和Ca2+的數目，再計算晶胞的質量，根據晶胞中體對角線的長度為4(x+y)pm計算晶胞的體積，最后再計算晶胞的密度。

(1) 同一周期，從左到右，元素的第一電離能逐漸增大，但第ⅡA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，同一主族，從上到下，元素的第一電離能逐漸減小，氟代硼酸鉀(KBe2BO3F2)中各元素原子的第一電離能大小順序是F>O> Be＞B＞K；K為19號元素，基態K+電子占據最高能級的電子為3p電子，電子云輪廓圖為紡錘形；

(2) NaBH4是有機合成中常用的還原劑，其中的陰離子BH4-中B形成4個σ鍵，沒有孤電子對，空間構型為正四面體；中心原子B的雜化形式為sp3雜化；NaBH4屬于離子化合物，存在離子鍵，BH4-中存在極性鍵，B原子存在空軌道，與H形成配位鍵，極性鍵、配位鍵都是σ鍵，故選ac；

(3) BeCl2中的化學鍵具有明顯的共價性，蒸汽狀態下以雙聚分子存在，BeCl2中Be存在空軌道，Cl含有孤電子對，可以形成配位鍵，因此雙聚BeCl2分子的結構式為；其中Be的配位數為3；

(4)根據表格數據，鈉、鎂、鋁屬于活潑的金屬元素，與F形成的金屬氟化物為離子晶體，熔點均較高，離子半徑按照鈉、鎂、鋁的順序逐漸減小，晶格能逐漸增大，因此三種離子晶體的熔點逐漸升高；后面三種均為分子晶體，熔點較低，分子間作用力依次增大，熔點逐漸升高；

(5) 根據CaF2的晶胞圖，F一形成的空隙有8個，其中4個空隙被Ca2+占據，空隙率為50%；一個晶胞中含有F一的數目為8×+6×+12×+1=8，含有4個Ca2+，晶胞的質量為g，晶胞中體對角線的長度為4(x+y)pm，則晶胞的邊長= pm=×10-10cm，因此晶胞的體積=cm-3，晶胞的密度=g.cm-3。