Question

【题目】氟及其化合物用途非常广泛。回答下列问题：

(1)聚四氟乙烯商品名称为“特氟龙”，可做不粘锅涂层。它是一种准晶体，该晶体是一种无平移周期序、但有严格准周期位置序的独特晶体。可通过____方法区分晶体、准晶体和非晶体。

(2)基态锑(Sb)原子价电子排布的轨道式为____。[H2F]+[SbF6]-(氟酸锑)是一种超强酸，存在[H2F]+，该离子的空间构型为______，依次写出一种与[H2F]+具有相同空间构型和键合形式的分子和阴离子分别是_______、_________。

(3)硼酸(H3BO3)和四氟硼酸铵(NH4BF4)都有着重要的化工用途。

①H3BO3和NH4BF4涉及的四种元素中第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序_____(填元素符号)。

②H3BO3本身不能电离出H+，在水中易结合一个OH﹣生成[B(OH)4]﹣，而体现弱酸性。[B(OH)4]﹣中B原子的杂化类型为_____。

③NH4BF4（四氟硼酸铵）可用作铝或铜焊接助熔剂、能腐蚀玻璃等。四氟硼酸铵中存在_______（填序号）：

A.离子键 B.σ键 C.π键 D.配位键 E.范德华力

(4)某砷镍合金的晶胞如图所示，设阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体的密度ρ=____g/cm3。

Answer 1

【答案】X-射线衍射 V型 H2O NH2- F>N>O>B sp3 ABD

【解析】

(1)晶体对X射线发生衍射，非晶体不发生衍射，准晶体介于二者之间；

(2)Sb的价电子为5s能级上2个电子、5p能级上3个电子；

[H2F]+与H2O、NH2-等互为等电子体，结构相似；

(3)①涉及的第二周期元素有B、N、O、F元素，第二周期元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于相邻元素；

②[B(OH)4]-中B原子价层电子对个数是4，根据价层电子对互斥理论判断B原子杂化类型；

③NH4BF4中阴阳离子之间存在离子键，N原子和H原子之间存在共价键且其中一个是配位键，B原子和F原子之间存在共价键且其中一个是配位键，共价单键为σ键；

(4)先根据均摊方法确定晶胞中含有的As、Ni原子个数，在计算晶胞的体积，最后根据计算。

(1)从外观无法区分三者，但用X光照射会发现：晶体对X射线发生衍射，非晶体不发生衍射，准晶体介于二者之间，因此通过有无X射线衍射现象即可确定；

(2)Sb的价电子为5s能级上2个电子、5p能级上3个电子，所以其价电子轨道式为；

[H2F]+与H2O、NH2-等互为等电子体，结构相似，为V形；

(3)①涉及的第二周期元素有B、N、O、F元素，第二周期元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族元素的原子核外处于其轨道的全充满稳定状态、第VA族元素原子核外电子处于其轨道的半充满的稳定状态，因此它们的第一电离能大于相邻元素，B、N、O、F分别位于第IIIA族、第VA族、第VIA族、第VIIA族，所以第一电离能大小顺序为F>N>O>B；

②[B(OH)4]-中B原子价层电子对个数是4，根据价层电子对互斥理论判断B原子杂化类型为sp3杂化；

③NH4BF4中阴、阳离子之间存在离子键，N原子和H原子之间存在共价键结合且其中有一个是配位键，B原子和F原子之间存在共价键且其中一个是配位键，共价单键为σ键，所以四氟硼酸铵中存在离子键、σ键、配位键，故合理选项是ABD；

(4)根据砷镍合金的晶胞示意图可知该晶胞中As原子个数是2、Ni原子个数=4×+4×+2×+2×=2，其体积=(a×10-10cm×a×10-10cm×)×c×10-10 cm=a2c×10-30cm3，晶胞密度ρ=g/cm3= g/cm3。