Question

【题目】化学·选修3:物质结构与性质

氟及其化合物用途非常广泛，自然界中氟多以化合态形式存在,主要有萤石（CaF2）、冰晶石（ Na3AlF6）等。回答下列问题:

（1）基态氟原子中有_________________种能量不同的电子。

（2）NF3是微电子工业中优良的等离子刻蚀气体。NF3与NH3的空间构型相同,但是NH3（ -33° C）的沸点比NF3（ -129° C）的高，原因为_____________。

（3）氟硼酸（ HBF4,属于强酸）常用于替代浓硫酸作铅蓄电池的电解质溶液,可由HF和BF3合成，从化学键形成角度分析HF与BF3能化合的原因:________。

（4）液态[H2F]+中存在[H2F]+和[HF2]- ,[HF2]-的结构可表示为[F-H…F]- ,[H2F]+的VSEPR模型名称为________形。NaHF2可用于制无水氟化氢和供雕刻玻璃、木材防腐等。常温常压下为白色固体,易溶于水,160°C分解。NaHF2中所含作用力的类型有______. （填字母）。

a 离子键 b 共价键 c 配位键 d 氢键

（5）CaF2是难溶化合物,其品胞结构如图所示:

①若原子坐标参数A处为（0,0,0）,B处为（,C处为（1，1，1）,则D处为_____.

②每个Ca2+周围距离最近的Ca2+共有_____个。

③已知:CaF2晶体密度为cg·cm-3 ,则晶胞中Ca2+与最近的F-之间的距离为____nm（设NA表示阿伏加德罗常数的值,用含c、NA的式子表示）。

Answer 1

【答案】3 二者均为分子晶体，但是NH3分子间能形成氢键 HF分子中F原子有孤电子对，而BF3分子中B原子有空轨道，二者可以形成配位键 四面体 abd 12

【解析】

(1)基态F 原子的电子排布式为1s22s22p5，所以有3种不同能量的电子，故答案为：3；

(2)NH3与NF3均为分子晶体，NH3能形成分子间氢键，所以熔沸点更高，故答案为：二者均为分子晶体，但是NH3分子间能形成氢键；

(3)BF3分子中B原子上有空轨道，而HF分子中的F原子上有孤电子,对,当BF3与HF靠近时，HF分子中F原子的孤电子对填充BF3分子中B原子的空轨道，二者形成配位键，从而结合形成HBF4，故答案为：HF分子中F原子有孤电子对，而BF3分子中B原子有空轨道,二者可以形成配位键；

(4)[H2F]+中F的价层电子对数为4，故为sp3杂化，VSEPR模型为四面体。NaHF2 中Na+与[HF2]-之间为离子键，[F—HF]-中含共价键和氢键，故答案为：四面体；abd；

(5)①D点在底面和侧面的投影均为面对角线的处，故坐标为；

②晶胞中Ca2+构成面心立方最密堆积方式，每个Ca2+周围最近的Ca2+有12个，故答案为：12；

③根据均摊法可知，1个氟化钙晶胞中有4个F-，=4Ca2+；设晶胞中棱长为acm;氟化钙的式量为78;，根据密度计算公式，所以a=，从晶胞结构可以看出，与Ca2+最近的F-距离为a，即，故答案为：。