Question

16．綠柱石被國際珠寶界公認為四大名貴寶石之一．主要成分為Be₃Al₂[Si₆O₁₈]，因含適量的Cr₂O₃（0.15～0.6%），而形成祖母綠．試回答下列問題：
（1）基態(tài)Al原子中，電子填充的最高能級是3p，基態(tài)Cr原子的價電子排布式是3d⁵4s¹．
（2）用“＞”或“＜”填空：

第一電離能	鍵能	沸點	離子半徑
Be＞B	C-C＞Si-Si	H2S＜H2O	Al3+＜O2-

（3）BeCl₂分子的空間構(gòu)型是直線型，它的二聚體Be₂Cl₄結(jié)構(gòu)如右圖所示，其中Be原子的雜化方式是sp³．

（4）強還原劑LiAlH₄能將SiCl₄還原成SiH₄，試寫出SiH₄在空氣中自燃的化學(xué)方程式SiH₄+2O₂=SiO₂+2H₂O．
（5）Be的氧化物的立方晶胞結(jié)構(gòu)如右圖所示，已知氧化鈹晶體的密度為ρg•cm^-3，則晶胞連長為$\root{3}{\frac{100}{ρ{N}_{A}}}$cm（設(shè)N_A為阿伏加德羅常數(shù)的值，用含N_A、ρ的代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)核外電子排布規(guī)律可以寫出價電子排布式，根據(jù)充滿和半充滿狀態(tài)能量最低也是最穩(wěn)定的狀態(tài)，可得答案；
（2）Be、B同周期自左而右元素的第一電離能呈增大趨勢，ⅡA族反常；均為共價化合物，半徑小的共價鍵強；水分子間含有氫鍵；核外電子數(shù)相同的，原子序數(shù)越大，半徑越��；
（3）價層電子對互斥理論認為：分子的立體構(gòu)型是“價層電子對”相互排斥的結(jié)果；Be原子形成3個B-Cl鍵，一對孤對電子，雜化軌道數(shù)目為4；
（4）強還原劑LiAlH₄能將SiCl₄還原成SiH₄，說明SiH₄的氧化產(chǎn)物為+4價；
（5）根據(jù)晶胞圖判斷一個晶胞中有4個Be離子和4個O離子，再根據(jù)v=$\frac{m}{ρ}$．

解答 解：（1）Al為13號元素，其電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p¹，最高能級為3p，根據(jù)核外電子排布規(guī)律可以寫出基態(tài)鉻價電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，所以基態(tài)鉻（Cr）原子的價電子排布式是3d⁵4s¹，故答案為：3p；3d⁵4s¹；
（2）同周期自左而右元素的第一電離能呈增大趨勢，但ⅡA族最外層為ns能級容納2個電子，為全滿確定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能B＜Be；C-C鍵的鍵長比Si-Si鍵的短，鍵能大，故鍵能C-C＞Si-Si；水分子間含有氫鍵，使得水的分子間作用力大于硫化氫分子的，故水的沸點大；電子層數(shù)越多半徑越大，核外電子數(shù)相同的，原子序數(shù)越大，半徑越小，O^2-、Al³⁺有2個電子層，O的原子序數(shù)小所以O(shè)^2-半徑比Al³⁺大，所以離子半徑O^2-＞Al³⁺，故答案為：
＞；＞；＜；＜；
（3）BeCl₂ 中Be原子的價層電子對個數(shù)=2+$\frac{1}{2}$×（2-2×1）=2，不含孤電子對，則分子空間構(gòu)型是直線型，Be原子形成3個B-Cl鍵，一對孤對電子，雜化軌道數(shù)目為4，Be原子雜化方式為sp³，故答案為：直線型；sp³；
（4）強還原劑LiAlH₄能將SiCl₄還原成SiH₄，說明SiH₄的氧化產(chǎn)物為+4價，SiH₄在空氣中自燃的化學(xué)方程式為SiH₄+2O₂=SiO₂+2H₂O，故答案為：SiH₄+2O₂=SiO₂+2H₂O；
（5）在晶胞中含有4個Be²⁺離子，$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}=4$個O^2-離子，所以1個晶胞的質(zhì)量為$\frac{25×4}{{N}_{A}}$，故晶胞邊長為$\root{3}{\frac{m}{V}}$=$\root{3}{\frac{100}{ρ{N}_{A}}}$，故答案為：$\root{3}{\frac{100}{ρ{N}_{A}}}$．

點評 本題考查了晶胞的計算、原子核外電子排布、電離能、鍵能等知識點，難度不大，都是常規(guī)性的題目，注意概念的辨析即可．