Question

核安全与放射性污染防治已引起广泛关注。在爆炸的核电站周围含有放射性物质碘-13和铯-137。碘-131一旦被人体吸入，可能会引发甲状腺肿大等疾病。

(1)与铯同主族的前四周期(包括第四周期)的三种元索X、Y、Z的第一电离能如下表：

元素代号	X	Y	Z
第一电离能(kJ·mol^-1)	520	496	419

基态Z原子的核外电子排布式为_______________。X、Y、Z三和元素形成的单质熔点由高到低的顺序为______________(用元素符号表示)，其原因为_________________。

(2)F与I同主族，BeF₂是由三个原子构成的共价化合物分子，分子中中心原子Be的杂化类型为________________，BeF₂分子的空间构型是___________________。

(3)Cl与I同主族，Cl具有很强的活泼性，可以形成很多含氧化合物，其中含氧酸HClO、HClO₂、HClO₃、HClO₄酸性由强到弱的顶序为__________________。

(4)¹³¹I₂晶体的晶胞结构如图甲所示，该品胞中含有________个¹³¹I₂分子，该晶体属于______________(填晶体类型)。

(5)KI的晶胞结构如图乙所示，每个K⁺的配位数为___________。KI晶体的密度为_____ρg·cm^-3，K和I的摩尔质量分别为M_k g·mol^-1和M_I g·mol^-1，原子半径分别为r_Kcm和r_Icm，阿伏加德罗常数的值为N_A，则KI晶胞中的空间利用率为________________。

Answer

1s22s22p63s23p64s1 Li＞Na＞K 锂、钠、钾为金属晶体，由于它们的价电子数相等，金属离子所带的电荷数相同，离子半径依次增大，金属键依次减弱，故熔点依次降低 sp 直线型 HClO4＞HClO3＞HClO2＞HClO 4 分子 6 [4π(rk3+rI3)ρNA×100%]/[3(Mk+MI)](或[2π(rk3+rI3)×100%]/3(rk+rI)3

【解析】(1)由铯的最外层电子排布式为6s1可知X、Y、Z为第ⅠA族，而ⅠA族前四周期的元素分别为H、Li、Na、K，又由提供的X、Y的第一电离能的差值与Y、Z的第一电离能的差值相差不大可知，X、Y、Z不可能有H元素，而同主族元素随着电子层数的增加，第一电离能逐渐减小，故X、Y、Z分别为Li、Na、K，则基态K原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1；由于锂、钠、钾为金属晶体，它们的价电子数相等，金属离子所带的电荷数相同，离子半径依次增大，金属键依次减弱，故熔点依次降低，即熔点为Li＞Na＞K；(2)BeF2分子内中心原子为Be，其价电子数为2，F提供2个电子，所以Be原子的价层电子对数为(2+2)/2=2，Be原子的杂化类型为sp杂化，BeF2分子的空间构型是直线形；(3)非羟基氧原子个数越多，含氧酸的酸性越强，则含氧酸HClO、HClO2、HClO3、HClO4酸性由强到弱的顶序为HClO4＞HClO3＞HClO2＞HClO。(4)由碘晶胞可知，131I2在晶胞的8个顶点和6个面上，故一个晶胞中含有4个131I2分子；该晶体属于分子晶体；(5)根据晶胞结构可知KI晶胞与NaCl晶胞结构相似，每个K+紧邻6个I－，每个K+的配位数为6；晶胞中K和I均是4个，原子半径分别为rKcm和rIcm，则晶胞的边长是2rKcm+2rIcm，因此KI晶体的密度为，KI晶胞中的空间利用率为。