Question

【題目】[化學(xué)——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]

鋅在工業(yè)中有重要作用，也是人體必需的微量元素�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

（1）Zn原子核外電子排布式為________________。

（2）黃銅是人類最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu組成。第一電離能Ⅰ1（Zn）_______Ⅰ1（Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是________________。

（3）ZnF2具有較高的熔點(diǎn)（872 ℃)，其化學(xué)鍵類型是_________；ZnF2不溶于有機(jī)溶劑而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能夠溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑，原因是________________。

（4）《中華本草》等中醫(yī)典籍中，記載了爐甘石（ZnCO3）入藥，可用于治療皮膚炎癥或表面創(chuàng)傷。ZnCO3中，陰離子空間構(gòu)型為________________，C原子的雜化形式為________________。

（5）金屬Zn晶體中的原子堆積方式如圖所示，這種堆積方式稱為_______________。六棱柱底邊邊長(zhǎng)為a cm，高為c cm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，Zn的密度為________________g·cm－3（列出計(jì)算式）。

Answer 1

【答案】 [Ar]3d104s2 大于 Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，較難失電子 離子鍵 ZnF2為離子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化學(xué)鍵以共價(jià)鍵為主、極性較小 平面三角形 sp2 六方最密堆積（A3型）

【解析】分析：本題是物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合題，需要熟練掌握這一部分涉及的主要知識(shí)點(diǎn)，一般來(lái)說(shuō)，題目都是一個(gè)一個(gè)小題獨(dú)立出現(xiàn)的，只要按照順序進(jìn)行判斷計(jì)算就可以了。

詳解：（1）Zn是第30號(hào)元素，所以核外電子排布式為[Ar]3d104s2。

（2）Zn的第一電離能應(yīng)該高于Cu的第一電離能，原因是，Zn的核外電子排布已經(jīng)達(dá)到了每個(gè)能級(jí)都是全滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以失電子比較困難。同時(shí)也可以考慮到Zn最外層上是一對(duì)電子，而Cu的最外層是一個(gè)電子，Zn電離最外層一個(gè)電子還要拆開(kāi)電子對(duì)，額外吸收能量。

（3）根據(jù)氟化鋅的熔點(diǎn)可以判斷其為離子化合物，所以一定存在離子鍵。作為離子化合物，氟化鋅在有機(jī)溶劑中應(yīng)該不溶，而氯化鋅、溴化鋅和碘化鋅都是共價(jià)化合物，分子的極性較小，能夠溶于乙醇等弱極性有機(jī)溶劑。

（4）碳酸鋅中的陰離子為CO32-，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，其中心原子C的價(jià)電子對(duì)為3+(4－3×2＋2)/2=3對(duì)，所以空間構(gòu)型為正三角形，中心C為sp2雜化。

（5）由圖示，堆積方式為六方最緊密堆積。為了計(jì)算的方便，選取該六棱柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算。六棱柱頂點(diǎn)的原子是6個(gè)六棱柱共用的，面心是兩個(gè)六棱柱共用，所以該六棱柱中的鋅原子為12×+2×+3=6個(gè)，所以該結(jié)構(gòu)的質(zhì)量為6×65/NA g。該六棱柱的底面為正六邊形，邊長(zhǎng)為a cm，底面的面積為6個(gè)邊長(zhǎng)為acm的正三角形面積之和，根據(jù)正三角形面積的計(jì)算公式，該底面的面積為6× cm2，高為c cm，所以體積為6× cm3。所以密度為：g·cm-3。