Question

【题目】镧系为元素周期表中第ⅢB族、原子序数为57~71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）元素铕(Eu)可以形成配合物[Eu(NH3)2(H2O)2]Cl2。

①配合物的中心原子的配位数为_____，配体分子具有相同的___________(从给出选项中用序号表示)。

a．分子的立体构型 b．VSEPR构型 c．键角

d．孤电子对数 e．中心原子的价层电子对数

②写出氮的最简单气态氢化物水溶液中存在的氢键：__________________(任写一种)。

③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的晶胞中有________个氧原子；已知晶胞参数为a pm，密度为ρ g· cm-3，Mr(Pr O2) =173，则NA=_____________(用含a、ρ的代数式表示)。

Answer 1

【答案】.[Ar]3d8 (或1s22s22p63s23p63d8)镧4b eN-H…O(或 N-H…N或O-H…N或O-H…O)sp3bd8(或)mol-1

【解析】

（1）根据镝(Dy)的基态原子电子排布式[Xe]4f106s2可知，镝(Dy)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为：；综上所述，本题答案是：。

（2）Cu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Cu失去3个电子，则基态时Cu3+的电子排布式为：[Ar]3d8(或1s22s22p63s23p63d8)；综上所述，本题答案是：[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和I3最接近，则最有可能显示+3价的元素是镧；综上所述，本题答案是：镧。

（4）①配合物[Eu(NH3)2(H2O)2]Cl2结构中可知，Eu与2个NH3、2个H2O形成4个配位键，因此该配合物的中心原子的配位数为4；氨气分子中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+1/2(5-3×1)=4,因此N采取sp3杂化，VSEPR构型为四面体形；水分子中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=2+1/2(6-2×1)=4, 因此O采取sp3杂化,VSEPR构型为四面体形；选项b e符合题意；综上所述，本题答案是：4，b e。

②N和O元素的电负性强，则NH3的水溶液中存在的氢键有：N-H…O(或N-H…N或O-H…N或O-H…O)；综上所述，本题答案是： N-H…O(或N-H…N或O-H…N或O-H…O)。

③在气态氯化铝(AlCl3)2中，每个Al原子与4个Cl原子形成4个σ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，铝原子提供空轨道；气态氯化铝(AlCl3)2分子中所含化学键类型有：极性键，配位键；综上所述，本题答案是：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=4×173/ρ×((a×10-10)3或(6.92×1032/ρa3) mol-1；综上所述，本题答案是：8； 4×173/ρ×((a×10-10)3或(6.92×1032/ρa3) mol-1。