Question

3．（1）CH₃⁺、-CH₃（甲基）、CH₃^-都是重要的有機(jī)反應(yīng)中間體，有關(guān)它們的說法正確的是CD
A．它們均由甲烷去掉一個(gè)氫原子所得
B．它們互為等電子體，碳原子均采取sp²雜化
C．CH₃^-與NH₃、H₃O⁺互為等電子體，幾何構(gòu)型均為三角錐形
D．兩個(gè)CH₃-或一個(gè)CH₃⁺和一個(gè)CH₃^-結(jié)合均可得到CH₃CH₃
（2）鋅是一種重要的金屬，鋅及其化合物有著廣泛的應(yīng)用．
葡萄糖酸鋅[CH₂OH（CHOH）₄COO]₂Zn是目前市場(chǎng)上流行的補(bǔ)鋅劑．寫出Zn²⁺基態(tài)電子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；葡萄糖分子[CH₂OHCHOH（CHOH）₃COOH]中碳原子雜化方式有sp²、sp³．
（3）Zn²⁺能與NH₃形成配離子[Zn（NH₃）₄]²⁺，Zn²⁺位于正四面體中心，NH₃位于正四面體的頂點(diǎn)，試在圖1中表示出[Zn（NH₃）₄]²⁺中Zn²⁺與N之間的化學(xué)鍵．
（4）如圖2表示鋅與某非金屬元素X形成的化合物晶胞，其中Zn和X通過共價(jià)鍵結(jié)合，該化合物的化學(xué)式為ZnX．

Answer 1

分析 （1）A．甲烷去掉一個(gè)氫原子不能得到CH₃⁺、CH₃^-；
B．原子總數(shù)相等、價(jià)電子總數(shù)（或電子總數(shù)）相等的微粒互為等電子體；-CH₃（甲基）、CH₃^-中C原子均形成3個(gè)σ鍵，甲基中碳原子有1個(gè)單電子，CH₃^-中C原子由對(duì)孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目均為4；
C．CH₃^-與NH₃、H₃O⁺均具有4個(gè)原子、10個(gè)電子，互為等電子體，空間結(jié)構(gòu)相似；
D．兩個(gè)-CH₃或一個(gè)CH₃⁺和CH₃^-結(jié)合都能得到CH₃CH₃；
（2）Zn原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，失去4s能級(jí)2個(gè)電子形成Zn²⁺；
羧基中C原子形成3個(gè)σ鍵，其它碳原子形成4個(gè)σ鍵，均沒有孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為分別為3、4；
（3）Zn²⁺離子有空軌道，NH₃分子有孤對(duì)電子，二者通過配位鍵形成配離子[Zn（NH₃）₄]²⁺；
（4）根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中Zn原子數(shù)目、X原子數(shù)目，進(jìn)而確定化學(xué)式．

解答 解：A．甲烷分子變成CH₃⁺、-CH₃、CH₃^-時(shí)，失去的分別是氫負(fù)離子、氫原子和氫離子，故A錯(cuò)誤；
B．CH₃⁺、-CH₃、CH₃^-分別具有6個(gè)、7個(gè)和8個(gè)價(jià)電子，不是等電子體，-CH₃（甲基）、CH₃^-中C原子均形成3個(gè)σ鍵，甲基中碳原子有1個(gè)單電子，CH₃^-中C原子由對(duì)孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目均為4，二者碳原子采取sp³雜化，故B錯(cuò)誤；
C．CH₃^-與NH₃、H₃O⁺均具有8個(gè)價(jià)電子、4個(gè)原子，互為等電子體，幾何構(gòu)型均為三角錐形，故C正確；
D．兩個(gè)-CH₃或一個(gè)CH₃⁺和CH₃^-結(jié)合都能得到CH₃CH₃，故D正確；
故選CD；
（2）Zn原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，失去4s能級(jí)2個(gè)電子形成Zn²⁺，Zn²⁺基態(tài)電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，
羧基中C原子形成3個(gè)σ鍵，其它碳原子形成4個(gè)σ鍵，均沒有孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為分別為3、4，分子中碳原子雜化方式為：sp²、sp³雜化，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；sp²、sp³；
（3）Zn²⁺離子有空軌道，NH₃分子有孤對(duì)電子，二者通過配位鍵形成配離子[Zn（NH₃）₄]²⁺，如圖所示：，
故答案為：；
（4）晶胞中Zn原子數(shù)目為4、X原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，Zn與X原子數(shù)目之比為1：1，故化學(xué)式為ZnX，
故答案為：ZnX．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布式、空間構(gòu)型與雜化方式的判斷、等電子體、配合物、晶胞計(jì)算等，旨在考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用，難度中等．