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专题18 物质结构与性质综合
【真题体验】
1.【2021·山东卷】非金属氟化物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题:
(1)基态F原子核外电子的运动状态有________种。
(2)O、F、Cl电负性由大到小的顺序为_________;OF2分子的空间构型为_______;OF2的熔沸点_______(填“高于”或“低于”)Cl2O,原因是______________。
(3)Xe是第五周期的稀有气体元素,与F元素形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为_______,下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是_______(填标号)。
A.sp B.sp2 C.sp3 D.sp3d
(4)XeF2晶体属四方晶系,晶胞系数如图所示,晶胞棱边夹角为90°,该晶胞中有_____个XeF2,以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可表示晶胞中各原子的位置,称为原子的分数坐标,如A点原子的分数坐标为(,,),已知Xe-F键长为r pm,则B点原子的分数坐标为_____,晶胞中A、B间距离d=_____pm。
【答案】
(1)9
(2)F>O>Cl V形 低于 OF2相对分子质量小,分子间作用力小
(3)5 D
(4)2 (0,0,)
【解析】
(1)F原子序数为9,基态原子核外有9个电子,故核外电子共有9种运动状态。
(2)元素电负性同周期从左往右逐渐增大,同主族从上往下逐渐减小,故电负性从大到小的顺序是F>O>Cl。OF2的中心原子O原子孤电子对数为=2,成键原子数为2,故价层电子对数为4,O原子为sp3杂化,分子的空间构型为V形。OF2和Cl2O都是分子晶体,且OF2的相对分子质量比Cl2O的小,则OF2分子间作用力小,熔沸点低。
(3)XeF2中心原子的价层电子对数为2+=5,其中心原子的杂化方式应为sp3d。
(4)由晶体结构和键合方式可知,灰球为Xe原子,黑球为F原子,利用均摊法可计算出晶胞中含有2个Xe原子个数为8×+1=2,含F原子个数为8×+2=4,则晶胞中含有2个XeF2分子。如图所示, B原子位于z轴的棱上,因Xe-F键长为r pm,且棱长为c pm,则B点的原子分数坐标为(0,0,)。过B做底面对角线的平行线,则AC点的距离为-r pm,BC点的距离为a pm。ABC三点构成直角三角形,则斜边