Question

4．（1）镓、硒、硅等元素的化合物是生产第三代太阳能电池的重要材料．已知：SeO₂在常温下是白色的晶体，熔点为340-350℃，则SeO₂晶体属于分子晶体晶体，SeO₂中Se原子采取的杂化类型为sp²杂化．
（2）卤素单质及其化合物在工农业生产和生活中都有重要的用途．
①同主族元素的电负性大小存在一定的规律，卤族元素（F、Cl、Br、I）中，电负性最小的是I，基态Br原子的价电子排布为4s²4p⁵．
②硼元素具有缺电子性（价电子数少于价层轨道数），其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成配合物，如BF₃能与NH₃反应生成BF₃•NH₃．BF₃分子的分子构型为平面正三角形，BF₃•NH₃中BF₃与NH₃之间通过结合配位键（填“离子键”、“配位键”或“氢键”）．
（3）某金属是抗癌药物中的明星元素，其晶体中金属原子的堆积方式如图所示．该晶胞中金属原子的配位数为12，若已知金属的摩尔质量为Mg/mol，原子半径为rpm，阿伏加德罗常数为N_A，则该晶胞的密度为g/cm³．（用含M、N_A、则的代数式表示，1pm=1.0X10^-10cm）

Answer 1

分析 （1）分子晶体的熔、沸点低；根据价层电子对互斥理论确定杂化类型；
（2）①同主族自上而下电负性减小；溴原子序数为35，根据核外电子排布规律书写核外电子排布式，主族元素的最外层电子为价电子；
②根据价层电子对互斥理论确定其分子构型，提供空轨道的原子和提供孤电子对的原子之间形成配位键；
（3）由晶胞图可知，该晶体中原子的堆积方式为面心立方最密堆积，其配位数为12；设其边长为acm，则a²+a²=（4r×10^-10）²，V=a³，ρ=$\frac{m}{V}$．

解答 解：（1）SeO₂常温下白色晶体，熔点为340-350℃，熔点低，为分子晶体；SeO₂分子中Se原子价层电子对=2+$\frac{1}{2}$（6-2×2）=3，Se原子的杂化类型为sp²杂化，
故答案为：分子晶体；sp²杂化；
（2）①同主族自上而下电负性减小，故F的电负性最大，I的电负性最小，Br原子的核外电子排布式为：[Ar]3d¹⁰4s²4p⁵，最外层7个电子为价电子，所以基态Br原子的价电子排布为4s²4p⁵，
故答案为：I；4s²4p⁵；  
②BF₃分子中价层电子对个数=3+$\frac{1}{2}$×（3-3×1）=3且不含孤电子对，所以该分子是平面三角形结构，化合物BF₃•NH₃中，B原子提供空轨道的原子、N原子提供孤电子对，所以B、N原子之间形成配位键；
故答案为：平面正三角形；配位键；
（3）由晶胞图可知，该晶体中原子的堆积方式为面心立方最密堆积，其配位数为12；设其边长为acm，则a²+a²=（4r×10^-10）²，V=a³=（2$\sqrt{2}$r×10^-10）³，晶胞中原子数为$\frac{1}{2}$×6+$\frac{1}{8}$×8=4，晶胞的质量为m=$\frac{4M}{{N}_{A}}$，所以ρ=$\frac{m}{v}$=$\frac{4M}{\frac{{N}_{A}}{（2\sqrt{2}r×1{0}^{-10}）^{3}}}$，
故答案为：12；$\frac{4M}{\frac{{N}_{A}}{（2\sqrt{2}r×1{0}^{-10}）^{3}}}$．

点评 本题考查物质结构和性质，涉及原子杂化判断、电负性比较、原子核外价电子的书写、晶胞计算等知识点，旨在考查学生对基础知识的掌握，侧重考查分析计算能力及空间想象能力，难点是晶胞计算，题目难度中等．