Question

【題目】鑭系為元素周期表中第ⅢB族、原子序數為57~71的元素。

（1）鏑(Dy)的基態原子電子排布式為[Xe]4f106s2，畫出鏑(Dy)原子外圍電子排布圖：___________。

（2）高溫超導材料鑭鋇銅氧化物中含有Cu3+，基態時Cu3+ 的電子排布式為________________。

（3）觀察下面四種鑭系元素的電離能數據，判斷最有可能顯示+3 價的元素是___________(填元素名稱)。幾種鑭系元素的電離能(單位：kJ mol-1)

元素	I1	I2	I3	I4
Yb(鐿）	604	1217	4494	5014
Lu(镥）	532	1390	4111	4987
La(鑭）	538	1067	1850	5419
Ce(鈰）	527	1047	1949	3547

（4）元素銪(Eu)可以形成配合物[Eu(NH3)2(H2O)2]Cl2。

①配合物的中心原子的配位數為_____，配體分子具有相同的___________(從給出選項中用序號表示)。

a．分子的立體構型 b．VSEPR構型 c．鍵角

d．孤電子對數 e．中心原子的價層電子對數

②寫出氮的最簡單氣態氫化物水溶液中存在的氫鍵：__________________(任寫一種)。

③元素Al 也有類似成鍵情況，氣態氯化鋁分子表示為(AlCl3)2，分子中Al 原子雜化方式為_____________，分子中所含化學鍵類型有______________(填字母)。

a．離子鍵 b．極性鍵 C．非極性鍵 d．配位鍵

（5）PrO2(二氧化鐠)的晶體結構與CaF2相似，晶胞中鐠原子位于面心和頂點，則PrO2的晶胞中有________個氧原子；已知晶胞參數為a pm，密度為ρ g· cm-3，Mr(Pr O2) =173，則NA=_____________(用含a、ρ的代數式表示)。

Answer 1

【答案】.[Ar]3d8 (或1s22s22p63s23p63d8)鑭4b eN-H…O(或 N-H…N或O-H…N或O-H…O)sp3bd8(或)mol-1

【解析】

（1）根據鏑(Dy)的基態原子電子排布式[Xe]4f106s2可知，鏑(Dy)原子外圍4f能級上有10個電子，6s能級上有2個電子，則其外圍電子排布圖為：；綜上所述，本題答案是：。

（2）Cu是29號元素，基態原子的電子排布式為：[Ar]3d104s1，高溫超導材料鑭鋇銅氧化物中含有Cu3+，說明Cu失去3個電子，則基態時Cu3+的電子排布式為：[Ar]3d8(或1s22s22p63s23p63d8)；綜上所述，本題答案是：[Ar]3d8 (或1s22s22p63s23p63d8)。

（3）第三電離能與第一電離能、第二電離能相差越小，第三個電子越容易失去，+3價可能性越大，在上述表中，鑭的I1、I2和I3最接近，則最有可能顯示+3價的元素是鑭；綜上所述，本題答案是：鑭。

（4）①配合物[Eu(NH3)2(H2O)2]Cl2結構中可知，Eu與2個NH3、2個H2O形成4個配位鍵，因此該配合物的中心原子的配位數為4；氨氣分子中價層電子對個數=σ鍵個數+孤電子對個數=3+1/2(5-3×1)=4,因此N采取sp3雜化，VSEPR構型為四面體形；水分子中價層電子對個數=σ鍵個數+孤電子對個數=2+1/2(6-2×1)=4, 因此O采取sp3雜化,VSEPR構型為四面體形；選項b e符合題意；綜上所述，本題答案是：4，b e。

②N和O元素的電負性強，則NH3的水溶液中存在的氫鍵有：N-H…O(或N-H…N或O-H…N或O-H…O)；綜上所述，本題答案是： N-H…O(或N-H…N或O-H…N或O-H…O)。

③在氣態氯化鋁(AlCl3)2中，每個Al原子與4個Cl原子形成4個σ鍵，則Al原子的雜化方式為sp3，在該分子中，與Al原子形成極性共價鍵的兩個Cl原子中，有一個是配位鍵，氯原子提供電子，鋁原子提供空軌道；氣態氯化鋁(AlCl3)2分子中所含化學鍵類型有：極性鍵，配位鍵；綜上所述，本題答案是：sp3；bd。

（5）PrO2(二氧化鐠)的晶體結構與CaF2相似，晶胞中鐠原子位于面心和頂點，所以晶胞中鐠原子的個數為：6×1/2+8×1/8=4，則氧原子個數為：4×2=8；根據上述分析可知，一個二氧化鐠晶胞中含有4個PrO2，則ρ=n×M/V=[(4/NA)×173]/(a×10-10)3，則NA=4×173/ρ×((a×10-10)3或(6.92×1032/ρa3) mol-1；綜上所述，本題答案是：8； 4×173/ρ×((a×10-10)3或(6.92×1032/ρa3) mol-1。