Question

【题目】镧系为元素周期表中第ⅢB族、原子序数为57至71的元素。

(1)镝(Dy)的基态原子电子排布式为[Xe]4f106s2，画出镝(Dy)原子外围电子排布图：_____。

(2)高温超导材料镧钡铜氧化物中含有Cu3+，基态时Cu3+的电子排布式为_______________。

(3)观察下面四种镧系元素的电离能数据，判断最有可能显示+3价的元素是_______(填元素名称)。

几种镧系元素的电离能(单位：kJ·mol-1)

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

(4)元素铈(Ce)可以形成配合物(NH4)2[Ce(NO3)6]。

①组成配合物的四种元素，电负性由大到小的顺序为_______________(用元素符号表示)。

②元素Al也有类似成键情况，气态氯化铝分子表示为(AlCl3)2，分子中Al 原子杂化方式为________，分子中所含化学键类型有______________(填字母)。

a.离子键 b.极性键 C．非极性键 d.配位键

(5)PrO2(二氧化镨)的晶体结构与CaF2相似，晶胞中镨原子位于面心和顶点，则PrO2(二氧化镨)的晶胞中有______个氧原子；已知晶胞参数为a pm，密度为ρg·cm-3，NA=________ (用含a、ρ的代数式表示)。

Answer 1

【答案】 [Ar]3d8(或1s22s22p63s23p63d8) 镧 O>N>H>Ce sp3 bd 8

【解析】

（1）根据镝(Dy)的基态原子电子排布式为[Xe]4f106s2可知，镝原子外围4f能级上有10个电子，6s能级上有2个电子，则其外围电子排布图：。

（2）铜是29号元素，基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s1，高温超导材料镧钡铜氧化物中含有Cu3+，说明铜失去3个电子，则基态时Cu3+的电子排布式为[Ar]3d8(或1s22s22p63s23p63d8)。

（3）第三电离能与第一电离能、第二电离能相差越小，第三个电子越容易失去，+3价可能性越大，在上述表中，镧的I1、I2、I3最接近，则最有可能显示+3价的元素是镧。

（4）①元素铈(Ce)可以形成配合物(NH4)2[Ce(NO3)6]，组成配合物的四种元素中，因元素非金属性越强，电负性越大，则O>N>H，又因Ce是金属，其电负性在四种元素中最小。

②气态氯化铝分子中，每个Al原子与4个Cl原子形成4个δ键，则Al原子的杂化方式为sp3，在该分子中，与Al原子形成极性共价键的两个Cl原子中，有一个是配位键。

（5）PrO2(二氧化镨)的晶体结构与CaF2相似，晶胞中镨原子位于面心和顶点，所以晶胞中镨原子的个数为6×1/2+8×1/8=4，则氧原子的个数为4×2=8。

（1）根据镝(Dy)的基态原子电子排布式为[Xe]4f106s2可知，镝原子外围4f能级上有10个电子，6s能级上有2个电子，则其外围电子排布图：，故答案为：。

（2）铜是29号元素，基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s1，高温超导材料镧钡铜氧化物中含有Cu3+，说明铜失去3个电子，则基态时Cu3+的电子排布式为[Ar]3d8(或1s22s22p63s23p63d8)，故答案为：[Ar]3d8(或1s22s22p63s23p63d8)。

（3）第三电离能与第一电离能、第二电离能相差越小，第三个电子越容易失去，+3价可能性越大，在上述表中，镧的I1、I2、I3最接近，则最有可能显示+3价的元素是镧，故答案为：镧。

（4）①元素铈(Ce)可以形成配合物(NH4)2[Ce(NO3)6]，组成配合物的四种元素中，因元素非金属性越强，电负性越大，则O>N>H，又因Ce是金属，其电负性在四种元素中最小，所以电负性大小顺序为：O>N>H>Ce，故答案为：O>N>H>Ce。

②气态氯化铝分子中，每个Al原子与4个Cl原子形成4个δ键，则Al原子的杂化方式为sp3，在该分子中，与Al原子形成极性共价键的两个Cl原子中，有一个是配位键，氯原子提供电子，Al原子提供空轨道，故答案为：sp3；bd。

（5）PrO2(二氧化镨)的晶体结构与CaF2相似，晶胞中镨原子位于面心和顶点，所以晶胞中镨原子的个数为6×1/2+8×1/8=4，则氧原子的个数为4×2=8；根据上述分析可知，一个二氧化镨晶胞中含有4个PrO2，则ρ=n×M/V=(4/NA)×173/(a×10-10)3，则NA=，故答案为：8；。