在电解炼铝过程中加入冰晶石（用“A”代替），可起到降低Al2O3熔点的作用。冰晶石的生产原理为2Al（OH）3＋12HF＋3Na2CO3=2A＋3CO2↑＋9H

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在电解炼铝过程中加入冰晶石（用“A”代替），可起到降低Al₂O₃熔点的作用。冰晶石的生产原理为2Al（OH）₃＋12HF＋3Na₂CO₃=2A＋3CO₂↑＋9H₂O。根据题意完成下列填空：
（1）冰晶石的化学式为________，含有离子键、________等化学键。
（2）生成物中含有10个电子的分子是________（写分子式），该分子的空间构型为________，中心原子的杂化方式为________。
（3）反应物中电负性最大的元素为________（填元素符号），写出其原子最外层的电子排布图：________。
（4）Al单质的晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞特征如图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。

若已知Al的原子半径为d，N_A代表阿伏加德罗常数，Al的相对原子质量为M，则一个晶胞中Al原子的数目为________；Al晶体的密度为________（用字母表示）。

答案

（1）Na₃AlF₆　配位键
（2）H₂O　V形　sp³
（3）F　

（4）4

解析

（1）冰晶石的化学式为Na₃AlF₆，Na^＋与AlF₆^3-之间为离子键，而AlF₆^3-是以配位键形成的。（2）生成物中10电子分子是H₂O，氧原子采取sp³杂化，由于氧原子含有两对孤电子对，故分子结构为V形。（3）F是电负性最大的元素，其最外层电子排布图为

。（4）铝晶胞的原子处于晶胞顶角和面心，故一个晶胞含有的Al原子数目为6×

＋8×

＝4。设Al晶胞的边长为a，则有：2a²＝（4d）²，a＝2

d，Al晶胞的体积为V＝16

d³，故Al晶体的密度为

。

举一反三

X、Y、Z、R、W均为周期表中前四周期的元素，其原子序数依次增大；X²^－和Y^＋有相同的核外电子排布；Z的气态氢化物的沸点比其上一周期同族元素气态氢化物的沸点低；R的基态原子在前四周期元素的基态原子中单电子数最多；W为金属元素，X与W形成的某种化合物与Z的氢化物的浓溶液加热时反应可用于实验室制取Z的气体单质。回答下列问题（相关回答均用元素符号表示）：
（1）R的基态原子的核外电子排布式是____________。
（2）Z的氢化物的沸点比其上一周期同族元素氢化物的沸点低的原因是________________________________________________________________________。
（3）X与Z中电负性较大的是________。Z的某种含氧酸盐常用于实验室制取X形成的单质，此酸根离子的空间构型为________，此离子中所含化学键的类型是________，X—Z—X的键角________109°28′（填“＞”、“＜”或“＝”，已知：孤电子对之间的斥力＞孤电子对与成键电子对之间的斥力＞成键电子对之间的斥力）。
（4）X与Y形成的化合物Y₂X的晶胞如图。其中X离子的配位数为________，与一个X离子距离最近的所有的Y离子为顶点的几何体为________。该化合物与MgO相比，熔点较高的是________。

（5）已知该化合物的晶胞边长为a pm，则该化合物的密度为________g·cm^－3（只要求列出算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的数值为N_A）。

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元素周期表第ⅤA族元素包括氮、磷、砷（As）、锑（Sb）等。这些元素无论在研制新型材料，还是在制作传统化肥、农药等方面都发挥了重要的作用。请回答下列问题：
（1）N₄分子是一种不稳定的多氮分子，这种物质分解后能产生无毒的氮气并释放出大量能量，能被应用于制造推进剂或炸药。N₄是由四个氮原子组成的氮单质，其中氮原子采用的轨道杂化方式为sp³，该分子的空间构型为________，N—N键的键角为________。
（2）基态砷原子的最外层电子排布式为________。
（3）电负性是用来表示两个不同原子形成化学键时吸引键合电子能力的相对强弱，是元素的原子在分子中吸引共用电子对的能力。由此判断N、P、As、Sb的电负性从大到小的顺序是______________。
（4）联氨（N₂H₄）可以表示为H₂N—NH₂，其中氮原子采用的轨道杂化方式为________，联氨的碱性比氨的碱性________（填“强”或“弱”），其原因是________________________________________________________________。
写出N₂H₄与N₂O₄反应的化学方程式：____________________。
（5）元素X与N同周期，且X的原子半径是该周期主族元素原子半径中最小的，X与Ca形成的化合物CaX₂的晶胞结构如图所示：

CaX₂的晶体类型是________，一个晶胞中含有Ca的离子数为________，含有X的离子数为________。

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许多金属及它们的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。
回答下列有关问题：
（1）基态Ni的核外电子排布式为__________________________________________，
第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是________。
（2）配合物Ni（CO）_n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18，则n＝________，CO与N₂结构相似，CO分子内σ键与π键个数之比为________。
（3）NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同。
①Ni²^＋和Fe²^＋的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO________FeO（填“<”或“>”）；
②NiO晶体中Ni的配位数为________。
（4）金属Cu单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，
反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
（5）一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积的结构。在晶胞中，Au原子位于顶点，Cu原子位于面心，则该合金中Au原子与Cu原子个数之比为________，若该晶胞的边长为a pm，则合金的密度为________g·cm^－3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数为N_A）。

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有A、B、C、D、E、F 6种元素，A是周期表中原子半径最小的元素，B是电负性最大的元素，C的2p轨道中有3个未成对的单电子，F原子核外电子数是B与C核外电子数之和，D是主族元素且与E同周期，E能形成红色（或砖红色）的E₂O和黑色的EO两种氧化物，D与B可形成离子化合物，其晶胞结构如图所示。

请回答下列问题：
（1）E元素原子基态时的电子排布式为________________________________________________________________________。
（2）F的氧化物FO₃分子的空间构型为________。
（3）CA₃极易溶于水，其原因主要是________________________________________________________________________。
与其最简单分子互为等电子体的阳离子为________。
（4）下列分子结构图中的“

”表示相关元素的原子中除去最外层电子的剩余部分，“

”表示氢原子，小黑点“

”表示没有形成共价键的最外层电子，短线表示共价键。

则在以上分子中，中心原子采用sp³杂化形成化学键的是________（填写序号）；在②的分子中有________个σ键和________个π键。
（5）从图中可以看出，D与B形成的离子化合物的化学式为________。
（6）图中，若D与B的离子化合物晶体的密度为a g·cm^－3，则晶胞的体积是________________________________________________________________________（写出表达式即可）。

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硼元素在化学中有很重要的地位，硼及其化合物广泛应用于永磁材料、超导材料、富燃料材料、复合材料等高新材料领域。
（1）三氟化硼在常温常压下为具有刺鼻恶臭和强刺激性的无色有毒腐蚀性气体，其分子的立体构型为________，B原子的杂化类型为________。
（2）磷化硼是一种受到高度关注的耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层。图（a）是磷化硼晶体的晶胞示意图，则磷化硼的化学式为________，该晶体的晶体类型是________。
（3）正硼酸（H₃BO₃）是一种片层状结构白色晶体，层内的H₃BO₃分子间通过氢键相连[如图（b）]。
①硼酸分子中B最外层有________个电子，1 mol H₃BO₃的晶体中有________mol氢键。
②硼酸溶于水生成弱电解质一水合硼酸B（OH）₃·H₂O，它电离生成少量[B（OH）₄]^－和H^＋离子。则硼酸为________元酸，[B（OH）₄]^－含有的化学键类型为________。

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