Question

【題目】鋅在工業(yè)中有重要作用，也是人體必需的微量元素。回答下列問題：

(1)Zn原子價電子排布式為_________。

(2)ZnF2具有較高的熔點(872℃)，ZnF2不溶于有機溶劑，而ZnI2能夠溶于乙醇、乙醚等有機溶劑，ZnI2晶體類型是__________。

(3)S和O為同主族元素，但兩者的簡單氫化物的熔沸點差異較大，其原因為：____。

(4)化合物Cl2O的立體構(gòu)型為________，O原子的雜化方式為_____，可由Cl2與濕潤的Na2CO3反應(yīng)可制備，其化學(xué)方程式為_______。

(5)Na和O能夠形成某種化合物，其晶胞結(jié)構(gòu)與CaF2相似，如圖所示，晶胞參數(shù)邊長a cm，晶胞中O原子的配位數(shù)為_______；列式計算該晶體的密度(g·cm-3)_____。

Answer 1

【答案】3d104s2 分子晶體 水分子間有氫鍵 V形 sp3 2Cl2+Na2CO3=Cl2O+CO2+2NaCl 8

【解析】

(1)Zn是30號元素，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其核外電子排布式，進(jìn)而可得其價層電子排布式；

(2)根據(jù)不同晶體類型的物理性質(zhì)的區(qū)別分析判斷；

(3)H2O分子之間存在氫鍵；

(4)根據(jù)價層電子對數(shù)判斷O原子雜化類型，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷分子空間構(gòu)型；Cl2與濕潤的Na2CO3反應(yīng)產(chǎn)生Cl2O、CO2及NaCl，據(jù)此書寫反應(yīng)方程式；

(5)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)判斷配位數(shù)，利用晶胞的密度計算公式ρ=計算晶胞密度。

(1)Zn是30號元素，核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2，其價層電子排布式是3d104s2。

(2)離子晶體熔沸點較高，易溶于水，不易溶于有機溶劑；由非極性分子組成的溶質(zhì)易溶于由非極性分子組成的溶劑中。ZnF2具有較高的熔點(872℃)，ZnF2不溶于有機溶劑，說明ZnF2是離子晶體；而ZnI2能夠溶于乙醇、乙醚等有機溶劑，則說明ZnI2是由分子構(gòu)成的物質(zhì)，其在固態(tài)時晶體類型是分子晶體。

(3)S和O為同主族元素，二者形成氫化物構(gòu)型相同分別是H2S、H2O。由于O原子半徑小，元素非金屬性強，在H2O分子之間除存在分子間作用力外還存在氫鍵，氫鍵的存在增加了分子之間的吸引作用，使物質(zhì)的熔沸點較高，而在H2S分子之間只存在分子間作用力，因此H2O的熔沸點比H2S的高。

(4)在化合物Cl2O中，O原子價層電子對數(shù)為2+=4，所以O原子雜化類型為sp3雜化，O原子采用sp3雜化，Cl2O的VSEPR模型為四面體形，由于O原子上有2個孤對電子，占據(jù)2個軌道，因此該分子立體構(gòu)型為V形。Cl2O可由Cl2與濕潤的Na2CO3反應(yīng)可制備，根據(jù)原子守恒，反應(yīng)還產(chǎn)生了CO2及NaCl，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl2+Na2CO3=Cl2O+CO2+2NaCl。

(5)氧和鈉能夠形成的某種化合物，陰離子位于晶胞的頂點和面心，陽離子位于晶胞的體心，則Na+的個數(shù)為8，O2-的個數(shù)為8×+6×=4，N(Na)：N(O)=2：1，所以形成的化合物為Na2O；晶胞中O位于面心，每個晶胞中有4個Na與O的距離最近，每個面心O原子為2個晶胞所共有，則晶胞中O原子的配位數(shù)為8；

根據(jù)晶胞密度公式ρ=，可得晶胞密度ρ== g/cm3。