Question

【題目】核安全與放射性污染防治已引起廣泛關注。在爆炸的核電站周圍含有放射性物質碘-13和銫-137。碘-131一旦被人體吸入，可能會引發甲狀腺腫大等疾病。

(1)與銫同主族的前四周期(包括第四周期)的三種元索X、Y、Z的第一電離能如下表：

元素代號	X	Y	Z
第一電離能(kJ·mol-1)	520	496	419

基態Z原子的核外電子排布式為_______________。X、Y、Z三和元素形成的單質熔點由高到低的順序為______________(用元素符號表示)，其原因為_________________。

(2)F與I同主族，BeF2是由三個原子構成的共價化合物分子，分子中中心原子Be的雜化類型為________________，BeF2分子的空間構型是___________________。

(3)Cl與I同主族，Cl具有很強的活潑性，可以形成很多含氧化合物，其中含氧酸HClO、HClO2、HClO3、HClO4酸性由強到弱的頂序為__________________。

(4)131I2晶體的晶胞結構如圖甲所示，該品胞中含有________個131I2分子，該晶體屬于______________(填晶體類型)。

(5)KI的晶胞結構如圖乙所示，每個K+的配位數為___________。KI晶體的密度為_____ρg·cm-3，K和I的摩爾質量分別為Mk g·mol-1和MI g·mol-1，原子半徑分別為rKcm和rIcm，阿伏加德羅常數的值為NA，則KI晶胞中的空間利用率為________________。

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p64s1 Li＞Na＞K 鋰、鈉、鉀為金屬晶體，由于它們的價電子數相等，金屬離子所帶的電荷數相同，離子半徑依次增大，金屬鍵依次減弱，故熔點依次降低 sp 直線型 HClO4＞HClO3＞HClO2＞HClO 4 分子 6 [4π(rk3+rI3)ρNA×100%]/[3(Mk+MI)](或[2π(rk3+rI3)×100%]/3(rk+rI)3

【解析】(1)由銫的最外層電子排布式為6s1可知X、Y、Z為第ⅠA族，而ⅠA族前四周期的元素分別為H、Li、Na、K，又由提供的X、Y的第一電離能的差值與Y、Z的第一電離能的差值相差不大可知，X、Y、Z不可能有H元素，而同主族元素隨著電子層數的增加，第一電離能逐漸減小，故X、Y、Z分別為Li、Na、K，則基態K原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s1；由于鋰、鈉、鉀為金屬晶體，它們的價電子數相等，金屬離子所帶的電荷數相同，離子半徑依次增大，金屬鍵依次減弱，故熔點依次降低，即熔點為Li＞Na＞K；(2)BeF2分子內中心原子為Be，其價電子數為2，F提供2個電子，所以Be原子的價層電子對數為(2+2)/2=2，Be原子的雜化類型為sp雜化，BeF2分子的空間構型是直線形；(3)非羥基氧原子個數越多，含氧酸的酸性越強，則含氧酸HClO、HClO2、HClO3、HClO4酸性由強到弱的頂序為HClO4＞HClO3＞HClO2＞HClO。(4)由碘晶胞可知，131I2在晶胞的8個頂點和6個面上，故一個晶胞中含有4個131I2分子；該晶體屬于分子晶體；(5)根據晶胞結構可知KI晶胞與NaCl晶胞結構相似，每個K+緊鄰6個I－，每個K+的配位數為6；晶胞中K和I均是4個，原子半徑分別為rKcm和rIcm，則晶胞的邊長是2rKcm+2rIcm，因此KI晶體的密度為，KI晶胞中的空間利用率為。