决定物质*质的重要因素是物质结构。请回答下列问题：(1)已知元素M是组成物质Ca5(PO4)3F的一种元素。元...

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决定物质*质的重要因素是物质结构。请回答下列问题：

(1)已知元素M是组成物质Ca5(PO4)3F的一种元素。元素M的气态原子逐个失去第1个至第5个电子所需能量(即电离能，用符号I1至I5表示)如表所示：

元素M化合态常见的化合价是________价，其基态原子电子排布式为________。

(2)Ca5(PO4)3F中非金属元素电负*由大到小的顺序为________。

(3)PO的中心原子的杂化方式为________，该离子的空间构型为____________，键角为________，其等电子体有________(请写出两种)。

(4)CaF2晶胞结构如图所示，则CaF2晶体中与Ca2＋最近且等距离的Ca2＋数目为________；已知Ca2＋和F－半径分别为a cm、b cm，阿伏加德罗常数为NA，M为摩尔质量，则晶体密度为__________ g·cm－3(不必化简)。

(5)已知MgO与CaO的晶体结构相似，其摩氏硬度的大小关系为________，原因为________________________________。

【回答】

*　(1)＋2　[Ar]4s2　(2)F>O>P　(3)sp3　正四面体　109°28′　SO、CCl4　(4)12　

(5)MgO>CaO　Mg2＋半径比Ca2＋小，晶格能较大

解析　(1) 根据元素M的气态原子的第I1～I5电离能大小可以看出：II2相差不大，II3电离能相差较多，说明M原子最外层有2个电子。在Ca5(PO4)3中有Ca、P、O三种元素，只有Ca元素最外层有2个电子，容易失去最外层的2个电子，化合价为＋2价；根据原子核外电子排布规律可知Ca基态原子电子排布式为[Ar]4s2或1s22s22p63s23p64s2。

(2)Ca5(PO4)3F中非金属元素有P、O、F三种，元素的非金属*F>O>P，元素的非金属*越强，其电负*就越大，所以按电负*由大到小的顺序排列为F>O>P。

(3)PO的中心原子P的价层电子对数是4，孤对电子对数为0，故P原子杂化为sp3杂化；该离子的空间构型为正四面体，键角为109°28′，其等电子体有SO、CCl4。

(4)根据CaF2晶胞结构可知：在每个晶胞中与Ca2＋距离最近且等距离的Ca2＋有3个，通过每个Ca2＋可形成8个晶胞，每个Ca2＋计算了2次，所以与Ca2＋距离最近且等距离的Ca2＋有(3×8)÷2＝12个；将CaF2晶胞分成8个小正方体，正方体中心为F－，顶点为Ca2＋，晶胞*有4个钙离子、8个*离子。立方体的对角线为2(a＋b)，则晶胞的对角线为4(a＋b)，晶胞的边长为，根据晶体密度计算公式可得该晶体的密度

ρ＝＝ g·cm－3。

(5)MgO与CaO的晶体结构相似，由于离子半径Ca2＋>Mg2＋，离子半径越大，与O2－形成的离子键的键长就越长，晶格能就越小，物质的硬度就越小，故其摩氏硬度的大小关系为MgO>CaO。

知识点：物质结构 元素周期律

题型：填空题