Question

【題目】稀土元素是指元素周期表中原子序數為57到71的15種鑭系元素，以及與鑭系元素化學性質相似的鈧(Sc)和釔(Y)共17種元素。稀土元素有“工業維生素”的美稱，如今已成為極其重要的戰略資源。

（1）鈧(Sc)為21號元素，位于周期表的_____區，基態原子價電子排布圖為_______。

（2）離子化合物Na3[Sc(OH)6]中，存在的化學鍵除離子鍵外還有_______。

（3）Sm(釤)的單質與l，2－二碘乙烷可發生如下反應：Sm +ICH2CH2I→SmI2+CH2=CH2。

ICH2CH2I中碳原子雜化軌道類型為______, lmol CH2=CH2中含有的σ鍵數目為______。常溫下l，2－二碘乙烷為液體而乙烷為氣體，其主要原因是__________。

（4） PrO2（二氧化鐠）的晶體結構與CaF2相似，晶飽中Pr（鐠）原子位于面心和頂點。則PrO2（二氧化鐠）的晶胞中有________個氧原子。

（5）Ce（鈰）單質為面心立方晶體，其晶胞參數a=516pm。晶胞中Ce（鈰）原子的配位數為_______，列式表示Ce（鈰）單質的密度：________g/cm3（用NA表示阿伏伽德羅常數的值，不必計算出結果）

Answer 1

【答案】 d 共價鍵和配位鍵 sp3 3.01×1024或5NA 二碘乙烷的相對分子質量較大，分子間作用力較強，沸點相對較高。 8 12 或

【解析】(1)鈧為21號元素，核外電子層排布為2、8、9、2，電子排布式為1s22s22p63s23p63d14s2，則鈧元素位于周期表的d區，基態原子價電子排布圖為；

(2)離子化合物 Na3[Sc(OH)6]中含有羥基與Sc的配位鍵，羥基中的氫氧元素之間的共價鍵；
(3)在ICH2CH2I分子中碳原子只形成了單鍵，有四個單鍵，故碳原子雜化軌道類型為sp3；1個CH2=CH2分子中含有5個σ鍵，故1mol CH2=CH2中含有的σ鍵數目為5NA，由于二碘乙烷的相對分子質量較大，分子間作用力較強，沸點相對較高，所以常溫下1，2-二碘乙烷為液體而乙烷為氣體；
(4)在晶胞中，Y為鐠原子，X為氧原子，可以看到氧原子在晶胞的內部，故此晶胞中應有8個氧原子；
(5)Ce(鈰)單質為面心立方晶體，以晶胞頂點的鈰原子為例，與之距離最近的鈰原子分布在經過該頂點的所有立方體的面心上，這樣的面有12個，晶胞中鈰原子位于頂點和面心，數目為8×1/8+6×1/2=4，該晶胞體積為a3，該晶胞的質量為4M/NA，根據ρ=可知，密度為4M/NA×a3gcm-3，即為=g/cm3。