Question

【題目】鑭系為元素周期表中第ⅢB族、原子序數為5771的元素。

（1）鏑Dy）的基態原子電子排布式為[Xe] 4f106s2,畫出鏑（Dy）原子價層電子排布圖：____________.

（2）高溫超導材料鑭鋇銅氧化物中含有Cu3+,基態時Cu3+的電子排布式為____________。

（3）觀察下面四種鑭系元素的電離能數據，判斷最有可能顯示+3價的元素是_____填元素名稱）。

幾種鑭系元素的電離能（單位：kJmol-1）

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

（4）元素鈰（Ce）可以形成配合物（NH4)2[Ce(NO3)6]。

①組成配合物的四種元素，電負性由大到小的順序為_______（用元素符號表示）。

②畫出氨的最簡單氣態氫化物水溶液中存在的氫鍵：________（任寫一種）。

③元素Al也有類似成鍵情況，氣態氯化鋁分子表示為（(AlCl3)2,分子中A1原子雜化方式為_____，分子中所含化學鍵類型有 _______（填字母）。

a.離子鍵 b.極性鍵 c.非極性鍵 d.配位鍵

（5）PrO2（二氧化鐠）的晶體結構與CaF2相似，晶胞中錯原子位于面心和頂點，則PrO2 （二氧化鐠）的晶胞中有_____個氧原子；已知晶胞參數為apm,密度為ρgcm-3，NA=_______（用含a、ρ的代數式表示）。

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p63d8 鑭 O＞N＞H＞Ce N-H…O(或N-H…N或O-H…N或O-H…O) sp3雜化 bd 8

【解析】

(1)鏑(Dy)的基態原子外圍價電子排布式為4f106s2，結合泡利原理、洪特規則畫出排布圖；

(2)Cu原子核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d104s1，先失去4s能級1個電子，再失去3d能級2個電子形成Cu3+；

(3)第三電離能與第一電離能、第二電離能相差越小，與第四電離能相差越大，第三個電子越容易失去，+3價的可能性越大；

(4)①同周期主族元素自左而右電負性增大，N、O在它們的氫化物中均表現負化合價，數目它們的電負性均大于氫元素的，一般非金屬性越強，電負性越大；

②NH3的水溶液中，NH3分子之間形成氫鍵，水分子之間形成氫鍵，NH3與水分子之間形成2種氫鍵(N-H…O或O-H…N)；

③氣態氯化鋁分子表示為(AlCl3)2，Al原子價電子數為3，與Cl原子已經全部成鍵，Al原子有1個空軌道，Cl原子有孤電子對，Al原子與Cl之間形成1個配位鍵，結構式為；

(5)PrO2(二氧化鐠)的晶體結構與CaF2相似，晶胞中Pr(鐠)原子位于面心和頂點，根據均攤法計算晶胞中Pr原子數目，再根據化學式中原子數目之比計算晶胞中O原子數目；結合晶胞中原子數目用阿伏伽德羅常數表示出晶胞質量，而晶胞質量也等于晶胞體積與密度乘積，聯立計算。

(1)鏑(Dy)的基態原子外圍電子排布式為4f106s2，由泡利原理、洪特規則，外圍價電子排布圖為：；

(2)Cu原子核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d104s1，先失去4s能級1個電子，再失去3d能級2個電子形成Cu3+，基態時Cu3+的電子排布式為：1s22s22p63s23p63d8；

(3)第三電離能與第一電離能、第二電離能相差越小，第三個電子越容易失去，+3價的可能性越大，在上述表中La的I1+I2和I3最接近，I3與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電負性增大，N、O在它們的氫化物中均表現負化合價，數目它們的電負性均大于氫元素的，一般非金屬性越強，電負性越大，電負性由大到小的順序為：O＞N＞H＞Ce；

②NH3的水溶液中，NH3分子之間形成氫鍵(N-H…N)，水分子之間形成氫鍵(O-H…O)，NH3與水分子之間形成2種氫鍵(N-H…O或O-H…N)；

③氣態氯化鋁分子表示為(AlCl3)2，Al原子價電子數為3，與Cl原子已經全部成鍵，Al原子有1個空軌道，Cl原子有孤電子對，Al原子與Cl之間形成1個配位鍵，結構式為，Al是原子采取sp3雜化，含有的化學鍵有極性鍵、配位鍵，沒有離子鍵、非極性鍵；

(5)PrO2(二氧化鐠)的晶體結構與CaF2相似，晶胞中Pr(鐠)原子位于面心和頂點，則晶胞中Pr原子數目=8×+6×=4，而Pr原子與O原子數目之比為1：2，則晶胞中O原子數目為4×2=8，晶胞質量=g=(a×10-10 cm)3×ρgcm-3，整理得NA=。