Question

19．鋅是一種重要的金屬，鋅及其化合物有著廣泛的應用．
①鋅在元素周期表中的位置是：第四周期第ⅡB族．
②葡萄糖酸鋅[CH₂OH（CHOH）₄ COO]₂Zn是目前市場上流行的補鋅劑．寫出Zn²⁺基態(tài)電子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰，葡萄糖分子[CH₂OH（CHOH）₄CHO]中碳原子雜化方式有sp²、sp³．
③Zn²⁺能與NH₃形成配離子[Zn（NH₃）₄]²⁺．配位體NH₃分子屬于極性分子（填“極性分子”或“非極性分子”）；在[Zn（NH₃）₄]²⁺中，Zn²⁺位于正四面體中心，N位于正四面體的頂點，試在圖1中表示出[Zn（NH₃）₄]²⁺中Zn²⁺與N之間的化學鍵．
④圖2示鋅與某非金屬元素X形成的化合物晶胞，其中Zn和X通過共價鍵結(jié)合，該化合物的Zn與X的原子個數(shù)之比為1：1；
⑤在④的晶胞（圖2）中，如果只考查X的排列方式，則X的堆積方式屬于金屬晶體堆積方式中的面心立方最密堆積；設(shè)該晶胞中Zn的半徑為r₁ cm，其相對原子質(zhì)量為M₁，X的半徑為r₂cm，其相對原子質(zhì)量為M₂，則該晶體的密度為$\frac{3\sqrt{3}（{M}_{1}+{M}_{2}）}{16{N}_{A}（{r}_{1}+{r}_{2}）^{3}}$g/cm³（寫出含有字母的表達式）．

Answer 1

分析 ①Zn的原子序數(shù)是30，在第四周期第ⅡB 族；
②葡萄糖里有兩種碳原子，葡萄糖是無羥基醛，所以，一種是以sp³雜化（接羥基的碳），一種是以sp²雜化（醛基里的碳）；
③同種元素之間形成非極性共價鍵，不同元素之間形成極性共價鍵，分子中正負電荷中心不重合，從整個分子來看，電荷的分布是不均勻的，不對稱的，這樣的分子為極性分子，以極性鍵結(jié)合的雙原子一定為極性分子，以極性鍵結(jié)合的多原子分子如結(jié)構(gòu)對稱，正負電荷的重心重合，電荷分布均勻，則為非極性分子；[Zn（NH₃）₄]²⁺中Zn²⁺與N之間的化學鍵是配位鍵；
④利用均攤法可計算出晶胞中原子個數(shù)，據(jù)此得出原子個數(shù)比；
⑤根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，X原子分布在晶胞立方體的頂點和面心上，是面心立方最密堆積，根據(jù)$ρ=\frac{m}{V}$，可算出密度．

解答 解：①Zn的原子序數(shù)是30，其電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，由電子排布式可知該元素為第四周期第ⅡB族，故答案為：第四周期第ⅡB族；
②Zn²⁺基態(tài)電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰ ，葡萄糖里有兩種碳原子，葡萄糖是無羥基醛，所以，一種是以sp3雜化（接羥基的碳），一種是以sp2雜化（醛基里的碳），
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰；sp²、sp³；
③配位體NH₃分子中正負電荷中心不重合，從整個分子來看，電荷的分布是不均勻的，不對稱的，是極性分子；[Zn（NH₃）₄]²⁺中Zn²⁺與N之間的化學鍵是配位鍵，
故答案為：極性分子；   ；
④根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，晶胞中鋅的個數(shù)為4，X的個數(shù)為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，所以鋅原子與X原子的個數(shù)比為1：1，故答案為：1：1；
⑤根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，X原子分布在晶胞立方體的頂點和面心上，是面心立方最密堆積，在每個晶胞中含有4個鋅原子和4個X原子，在晶胞結(jié)構(gòu)中，晶胞的體對角線長度為4（r₁+r₂），所以晶胞的邊長為$\frac{4（{r}_{1}+{r}_{2}）}{\sqrt{3}}$，根據(jù)$ρ=\frac{m}{V}$，可知密度為$\frac{\frac{4（{M}_{1}+{M}_{2}）}{{N}_{A}}}{[\frac{4（{r}_{1}+{r}_{2}）}{\sqrt{3}}]^{3}}$g/cm³=$\frac{3\sqrt{3}（{M}_{1}+{M}_{2}）}{16{N}_{A}（{r}_{1}+{r}_{2}）^{3}}$g/cm³，故答案為：面心立方最密；$\frac{3\sqrt{3}（{M}_{1}+{M}_{2}）}{16{N}_{A}（{r}_{1}+{r}_{2}）^{3}}$．

點評 本題考查元素位置、核外電子排布式的書寫、極性分子、晶胞的計算、原子軌道雜化方式及雜化類型判斷、晶體類型的判斷等，難度較大，掌握晶胞的計算是解題的關(guān)鍵