Question

10．Ⅰ．一定条件下，O₂可通过得失电子转化为O₂^-、O₂⁺ 和O₂^2-．
（1）从物质结构角度分析，四种含氧微粒氧化性由强到弱的顺序为O₂⁺＞O₂＞O₂^-＞O₂^2-；理由是O₂⁺缺电子，且四种微粒所含的电子数逐渐增多．
Ⅱ．已知：离子型配位化合物O₂[PtF₆]中铂元素为+5价，它可由PtF₆+O₂=O₂[PtF₆]反应制得；PtF₆分子结构如图所示．
（2）O₂[PtF₆]中阳离子的电子式为．
（3）PtF₆分子中Pt的杂化轨道类型是否为sp³？答：否（填“是”或“否”），其原因是sp³杂化应呈正四面体结构（或配位数最多只能为4）．
（4）O₂[PtF₆]晶体具有的物理性质有较高熔沸点、较高硬度．（写2条）
Ⅲ．根据O₂、Xe的电离能，可推知Xe也能与PtF₆反应生成Xe[PtF₆]．
（5）已知，O₂、Xe的第一电离能分别为1175.7kJ•mol^-1和1175.5kJ•mol^-1．试从电子得失角度推测Xe也能与PtF₆反应的原因：两者第一电离能几乎相等，失去1个电子能力相当．
（6）晶格能（U）计算公式如下：U=$\frac{1.389×1{0}^{5}A{z}_{1}{z}_{2}}{{R}_{0}}$（1-$\frac{1}{n}$）kJ•mol^-1式中R₀为正、负离子的核间距（R₀≈r⁺+r^-），单位为pm；z₁、z₂分别为正负离子电荷数的绝对值，A为常数．已知，Xe[PtF₆]、O₂[PtF₆]的晶格能U₁与U₂关系为U₂=U₁+41.84，且 n₁=12，n₂=9．则两种晶体阳离子半径相对大小为Xe⁺＞O₂⁺（用离子符号表示）．

Answer 1

分析 （1）氧化性指得到电子的能力，O₂⁺为缺电子，O₂^-和O₂^2-为得电子形成的微粒；
（2）O₂PtF₆是氧所形成的正价盐，属于离子化合物，O₂（PtF₆）中含有O₂⁺和PtF₆^-离子；O₂⁺中O原子之间通过2个共用电子对结合；
（3）根据价层电子对=σ 键电子对+中心原子上的孤电子对，杂化类型为sp³杂化，价层电子对是4；
（4）O₂[PtF₆]晶体为离子化合物，根据离子化合物的性质分析；
（5）O₂、Xe的第一电离能分别为1175.7kJ•mol^-1和1175.5kJ•mol^-1，两者第一电离能几乎相等；
（6）Xe[PtF₆]为Xe⁺和[PtF₆]^-构成的离子晶体，O₂[PtF₆]为O₂⁺和PtF₆^-构成的离子晶体，根据晶格能（U）计算公式分析．

解答 解：（1）氧化性指得到电子的能力，越缺电子，越易得到电子，O₂⁺为缺电子，得电子能力最强，氧化性最强，O₂^-和O₂^2-为得电子形成的微粒，氧化性弱，O₂⁺、O₂、O₂^-、O₂^2-四种微粒所含的电子数逐渐增多，所以四种含氧微粒氧化性由强到弱的顺序为：O₂⁺＞O₂＞O₂^-＞O₂^2-，
故答案安为：O₂⁺＞O₂＞O₂^-＞O₂^2-；O₂⁺缺电子，且四种微粒所含的电子数逐渐增多；
（2）O₂（PtF₆）中含有O₂⁺和PtF₆^-离子，O₂⁺中O原子之间通过2个共用电子对结合，则O₂⁺的电子式为：，
故答案安为：；
（3）PtF₆分子中Pt的σ 键电子对=6，而杂化类型为sp³杂化，价层电子对是4，所以PtF₆分子中Pt的杂化轨道类型不是sp³，
故答案安为：否；sp³杂化应呈正四面体结构（或配位数最多只能为4）；
（4）离子化合物具有较高熔点，较大硬度，O₂[PtF₆]为离子型配位化合物，所以O₂[PtF₆]晶体具有的物理性质有较高熔沸点；较高硬度，
故答案安为：较高熔沸点；较高硬度；
（5）O₂[PtF₆]中含有O₂⁺和PtF₆^-离子，O₂⁺、PtF₆^-能形成离子键，O₂、Xe的第一电离能分别为1175.7kJ•mol^-1和1175.5kJ•mol^-1，两者第一电离能几乎相等，失去1个电子能力相当，所以Xe也能与PtF₆反应，
故答案安为：两者第一电离能几乎相等，失去1个电子能力相当；
（6）Xe[PtF₆]为Xe⁺和[PtF₆]^-构成的离子晶体，O₂[PtF₆]为O₂⁺和PtF₆^-构成的离子晶体，两者正负离子电荷数的绝对值相等，Xe[PtF₆]、O₂[PtF₆]的晶格能U₁与U₂关系为U₂=U₁+41.84，且 n₁=12，n₂=9，U₂＞U₁，所以阳离子半径Xe⁺＞O₂⁺，
故答案安为：Xe⁺＞O₂⁺．

点评 本题综合考查物质结构元素周期律有关知识，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力的考查，注意把握物质的性质与结构的关系，题目难度中等．