Question

分卤族元素的单质和化合物很多，我们可以利用所学物质结构与性质的相关知识去认识和理解它们。

(1)卤族元素位于元素周期表的__________区；溴原子基态的价电子排布式为____________。

(2)在一定浓度的溶液中，氢氟酸是以二分子缔合(HF)₂形式存在的。使氢氟酸分子缔合的作用力是__________。

(3)请根据下表提供的第一电离能数据判断，最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是__________(写出名称)。

	氟	氯	溴	碘
第一电离能(kJ/mol)	1681	1251	1140	1008

(4)已知ClO₂^－为角型，中心氯原子周围有四对价层电子。ClO₂^－中心氯原子的杂化轨道类型为____________，写出一个ClO₂^－的等电子体__________。

(5)下图为碘晶体晶胞结构。有关说法中正确的是_________。

碘晶体晶胞

A．碘分子的排列有2种不同的取向，2种取向不同的碘分子交替形成层结构

B．用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子

C．碘晶体为无限延伸的空间结构，是原子晶体

D．碘晶体中存在的相互作用有非极性键和范德华力

(6)已知CaF₂晶体(见下图)的密度为ρg/cm³，N_A为阿伏加德罗常数，棱上相邻的两个Ca²⁺的核间距为a cm，则CaF₂的相对分子质量可以表示为___________。

Answer

(1)p ，4s24p5；(2)氢键；(3)碘；

(4)sp3；Cl2O (或OF2等合理答案)；(5)AD；(6)；

【解析】试题分析：(1)根据构造原理知，卤族元素最后填入的电子为p电子，所以卤族元素位于元素周期表的p区；溴是35号元素，最外层电子为其价电子，4s能级上排列2个电子，4p能级上排列5个电子，所以其价电子排布式为：4s24p5，故答案为：p；4s24p5；

(2)HF分子之间存在氢键，使氢氟酸分子缔合，故答案为：氢键；

(3)卤族元素包含：F、Cl、Br、I、At元素，元素的第一电离能越小，元素失电子能力越强，得电子能力越弱，则越容易形成阳离子，根据表中数据知，卤族元素中第一电离能最小的是I元素，则碘元素易失电子生成简单阳离子，故答案为：碘；

(4)ClO2-中心氯原子的价层电子对数n=2+(7+1−2×2)=4，属于sp3杂化；等电子体具有相同的电子数目和原子数目的微粒，所以与ClO2-互为等电子体的分子为Cl2O、OF2等，故答案为：sp3；Cl2O或OF2；

(5)A．碘分子的排列有2种不同的取向，在顶点和面心不同，2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形成层结构，故A正确；B．用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘分子，即有8个碘原子，故B错误C．碘晶体为无限延伸的空间结构，构成微粒为分子，是分子晶体，故C错误；D．碘晶体中的碘原子间存在I-I非极性键，且晶体中分子之间存在范德华力，故D正确；故答案为：AD；

(6)该晶胞中含有钙离子个数=8×+6×=4，氟离子个数为8，则晶胞体积V=a3，CaF2密度为===ρ，则CaF2的相对分子质量M=，故答案为：。

【考点定位】考查晶胞的计算；原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；判断简单分子或离子的构型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断

【名师点晴】本题考查物质结构与性质，题量较大，比较综合，涉及元素周期表、核外电子排布、分子结构与性质、电离能、晶体结构与性质、杂化轨道、等电子体、晶胞计算等，侧重对主干知识的考查，需要学生熟练掌握基础知识。元素的第一电离能越大，元素失电子能力越弱，得电子能力越强，元素的第一电离能越小，元素失电子能力越强，得电子能力越弱，则越容易形成阳离子；价层电子对互斥理论可以确定其杂化方式，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数；等电子体是具有相同的价电子数和相同原子数的微粒。