Question

15．鹵族元素指周期系ⅦA族元素．包括氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）、砹（At），簡稱鹵素．它們在自然界都以典型的鹽類存在，是成鹽元素．
（1）請繪制碘原子的外圍電子排布圖．
（2）下列圖1曲線表示鹵族元素某種性質(zhì)隨核電荷數(shù)的變化趨勢，正確的是a．

（3）利用“鹵化硼法”可合成含B和N兩種元素的功能陶瓷，圖2為其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，則每個晶胞中含有B原子的個數(shù)為2，該功能陶瓷的化學(xué)式為BN．
（4）BCl₃和NCl₃其中心原子的雜化方式分別為sp²和sp³．第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有3種．ClO₃^-、ClO₄^-中Cl都是以sp³雜化軌道與O原子成鍵的，其微粒的立體結(jié)構(gòu)分別為三角錐形、正四面體形．
（5）已知氯化鋁的熔點為190℃（2.02×10⁵Pa），但它在180℃和常壓下即開始升華，則氯化鋁是分子晶體（填“離子”或“分子”）．設(shè)計一個更可靠的實驗，證明氯化鋁是離子晶體還是分子晶體，你的實驗是在加壓條件下加熱至熔融，測其導(dǎo)電性，若導(dǎo)電，則是離子晶體，若不導(dǎo)電，則為分子晶體．
（6）圖3給出了一些鹵化鉀晶體的離子間距、晶格能、熔點等數(shù)據(jù)．請根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)說明這些鹵化鉀晶體的離子間距、熔點與晶格能之間的關(guān)系晶格能的大小與陰、陽離子間的距離成反比，晶格能愈大，晶體的熔點愈高．

Answer 1

分析 （1）碘位于第五周期，最外層電子數(shù)為7；
（2）a．鹵族元素元素非金屬性越強其電負性越大；
b．F元素沒有正化合價；
c．鹵族元素氫化物沸點隨著原子序數(shù)增大而增大，但含有氫鍵的鹵化氫沸點最高；
d．鹵族元素單質(zhì)的熔點隨著原子序數(shù)增大而增大；
（3）利用均攤法計算原子個數(shù)，兩種元素原子個數(shù)最簡比確定化學(xué)式；
（4）根據(jù)價層電子對互斥理論確定原子雜化方式，同一周期元素中，元素第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于相鄰元素；
（5）由信息可知氯化鋁的熔沸點低，由分子構(gòu)成，共價化合物熔化狀態(tài)下不導(dǎo)電；
（6）由圖可知，KCl、KBr、KI的離子間距逐漸增大、晶格能和熔點在逐漸減�。�

解答 解：（1）碘位于第五周期，最外層電子數(shù)為7，則碘原子的外圍電子排布圖，故答案為：；
（2）a．鹵族元素元素非金屬性越強其電負性越大，鹵族元素非金屬性隨著原子序數(shù)增大而增大，所以電負性隨著原子序數(shù)增大而增大，故正確；
b．F元素沒有正化合價，其它鹵族元素最高正價為+7價，故錯誤；
c．鹵族元素氫化物沸點隨著原子序數(shù)增大而增大，但含有氫鍵的鹵化氫沸點最高，HF中存在氫鍵，所以沸點最高，故錯誤；
d．鹵族元素單質(zhì)的熔點隨著原子序數(shù)增大而增大，故錯誤；
故答案為：a；
（3）根據(jù)原子半徑大小知，B原子半徑大于N原子，所以大球表示B原子，利用均攤法得B原子個數(shù)=1+8×$\frac{1}{8}$=2，N原子個數(shù)=1+4×$\frac{1}{4}$=2，B原子和N原子個數(shù)之比為2：2=1：1，所以其化學(xué)式為BN，故答案為：2；BN；
（4）BCl₃分子中B原子價層電子對個數(shù)=3+$\frac{1}{2}$×（3-3×1）=3且不含孤電子對，所以B原子采用sp²雜化；NCl₃中中心原子價層電子對個數(shù)3+$\frac{1}{2}$×（5-3×1）=4且含有一個孤電子對，所以N原子的雜化方式為sp³；
同一周期元素中，元素第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于相鄰元素，所以第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有Be、C、O三種元素；
ClO₃^-、ClO₄^-中Cl都是以sp³雜化軌道與O原子成鍵的，ClO₃^-中3+$\frac{1}{2}$×（7+1-3×2）=4（含1對孤對電子），ClO₄^-中4+$\frac{1}{2}$×（7+1-2×4）=4（不含孤對電子），其微粒的立體結(jié)構(gòu)分別為三角錐形、正四面體形，
故答案為：sp²；sp³；3；三角錐形；正四面體形；
（5）由氯化鋁的熔點為190℃（2.02×10⁵Pa），但它在180℃和常壓下即開始升華，則氯化鋁是分子晶體．設(shè)計一個更可靠的實驗，證明氯化鋁是離子晶體還是分子晶體，實驗方法為在加壓條件下加熱至熔融，測其導(dǎo)電性，若導(dǎo)電，則是離子晶體，若不導(dǎo)電，則為分子晶體，
故答案為：分子；在加壓條件下加熱至熔融，測其導(dǎo)電性，若導(dǎo)電，則是離子晶體，若不導(dǎo)電，則為分子晶體；
（6）由圖可知，KCl、KBr、KI的離子間距逐漸增大、晶格能和熔點在逐漸減小，則鹵化鉀晶體的離子間距、熔點與晶格能之間的關(guān)系為晶格能的大小與陰、陽離子間的距離成反比，晶格能愈大，晶體的熔點愈高，
故答案為：晶格能的大小與陰、陽離子間的距離成反比，晶格能愈大，晶體的熔點愈高．

點評 本題考查晶胞計算、雜化理論及晶體類型和性質(zhì)等，為高頻考點，把握原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、晶體類型與性質(zhì)等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，綜合性較強，題目難度中等．