氟在自然界中常以CaF2的形式存在．（1）氟原子的价电子排布式为．HF能以任意比例溶于水，除了因为HF是极性分子外，还因为．（2）F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子构型为，其

Question

氟在自然界中常以CaF₂的形式存在．

（1）氟原子的价电子排布式为___．HF能以任意比例溶于水，除了因为HF是极性分子外，还因为___．
（2）F₂通入稀NaOH溶液中可生成OF₂，OF₂分子构型为___，其中氧原子的杂化方式为___．F₂与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如ClF₃、BrF₃等．ClF₃的沸点比BrF₃的___ （填“高”或“低”）．
（3）下列有关CaF₂的表达正确的是___．
a．Ca²⁺与F^-间仅存在静电吸引作用
b．F^-的离子半径小于Cl^-，则CaF₂的熔点高于CaCl₂
c．阴阳离子比为2：1的物质，均与CaF₂晶体构型相同
d．CaF₂中的化学键为离子键，因此CaF₂在熔融状态下能导电
（4）CaF₂难溶于水，但可溶于含Al³⁺的溶液中，原因是___（用离子方程式表示）．  已知AlF₆^3-在溶液中可稳定存在．
（5）CaF₂晶胞结构如图，CaF₂晶体中，F^-的配位数是___，与一个Ca²⁺等距离且最近的Ca²⁺有___个．已知CaF₂晶体密度为dg/cm³，则F^-与F^-的最短距离为___cm（用含d的代数式表示）

Answer 1

（1）F的原子核有9个电子，分两层排布，最外层有7个电子，则F的价电子排布式为2s²2p⁵；H₂O与HF形成分子间氢键，二者互溶；
故答案为：2s²2p⁵；H₂O与HF形成分子间氢键；
（2）OF₂分子中O原子的价层电子对数=2+(1)/(2)（6-2×1）=4，则O原子的杂化类型为sp³杂化，含有2个孤电子对，所以分子的空间构型为V形；卤素互化物的相对分子质量越大，其沸点越高，所以ClF₃的沸点比BrF₃的低；
故答案为：V形；sp³；低；
（3）a．阴阳离子间存在静电引力和静电斥力，Ca²⁺与F^-间存在静电吸引作用，还存在静电斥力，故a错误；
b．离子晶体的熔点与离子所带电荷、离子半径有关，离子半径越小，离子晶体的熔点越高，所以CaF₂的熔点高于CaCl₂，故b正确；
c．晶体的结构与电荷比、半径比有关，阴阳离子比为2：1的物质，与CaF₂晶体的电荷比相同，若半径比相差较大，则晶体构型不相同，故c错误；
d．CaF₂中的化学键为离子键，离子化合物在熔融时能发生电离，存在自由移动的离子，能导电，因此CaF₂在熔融状态下能导电，故b正确；
故答案为：bd；
（4）CaF₂难溶于水，但可溶于含Al³⁺的溶液中，因为在溶液中F^-与Al³⁺能形成很难电离的配离子AlF₆^3-，使CaF₂的溶解平衡正移，其反应的离子方程式为：3CaF₂+Al³⁺=3Ca²⁺+AlF₆^3-；
故答案为：3CaF₂+Al³⁺=3Ca²⁺+AlF₆^3-；
（5）CaF₂晶体中与钙离子距离最近的氟离子有8个，所以其配位数为8；图中在每个晶胞中与Ca²⁺离子最近且等距离的Ca²⁺离子数为3个，通过每个Ca²⁺可形成8个晶胞，每个Ca²⁺计算2次，所以与Ca²⁺离子最近且等距离的Ca²⁺离子数为（8×3）÷2=12个；
晶胞中钙离子位于晶胞的8个顶点和6个面上，(1)/(8)×8+(1)/(6)×2=4，8个氟离子位于晶胞内部，则一个晶胞中含有4个CaF₂，则晶胞的体积V=((4M)/(NA))/(ρ)，把晶胞均分为8个小立方体，则每个小立方体中含有一个氟离子，小立方体的体积为((4M)/(NA))/(ρ)×(1)/(8)=(39)/(ρNA)，F^-与F^-的最短距离等于小立方体的棱长，则F^-与F^-的最短距离为

3	(39)/(ρNA)

=

3	(39)/(dNA)

；
故答案为：4；12；

3	(39)/(dNA)

．