Question

锌及其化合物在工农业生成中有广泛的应用，二氧化碳和乙二醇在ZnO或锌盐催化下可合成碳酸乙烯酯。

（1）基态锌原子的价电子排布式为_____________；在基态¹⁸O原子中，核外存在_____________对自旋相反的电子。

（2）乙二醇中C、H、O的电负性大小关系是_____________________；碳酸乙烯酯中碳原子的杂化轨道类型为_____________；1 mol碳酸乙烯酯中含有的σ键的数目为_____________________（设N_A为阿伏加德罗常数的值）。

（3）锌盐的水溶液中Zn²⁺可与H₂O形成[Zn(H₂O)6]²⁺，其中提供空轨道的是_____________（填微粒符号），[Zn(H₂O)₆]²⁺中所含化学键的类型为_______________。

（4）阴离子X^-与CO₂互为等电子体且X^-内含共价键和氢键，则X^-的化学式为_______________。

（5）—种锌金合金晶体具有面心立方最密堆积结构，在晶胞中金原子位于顶点，锌原子位于面心，则该合金中金原子与锌原子个数之比为_____________；若该晶体的晶胞棱长为a pm(1 pm=10^-12 m)，则该合金的密度为_____________g • cm^-3(列出计算式，不要求计算结果，阿伏加德罗常数的值为N_A)。

Answer

3d104s2 3 O>C>H sp2、sp3 10NA（或 10×6.02×1023) Zn2+ 配位键、共价键 HF2- 1∶3

【解析】(1)Zn原子核外电子数为30，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，则其价电子排布式为3d104s2 ；在基态18O原子中，其轨道表达式为；则核外存在3对自旋相反的电子；

(2)非金属性越强电负性越大，则乙二醇中C、H、O的电负性大小关系是O>C>H；碳酸乙烯酯中酯基中C原子形成3个σ键，没有孤对电子，杂化轨道数目为3，碳原子采取sp2杂化，亚甲基中C原子形成4个σ键，没有孤对电子，杂化轨道数目为4，碳原子采取sp3杂化；1mol碳酸乙烯酯中含有10mol共价键，含有的键数目为：10×6.02×1023；

(3)Zn2+含有空轨道，H2O含有孤电子对，故Zn2+提供空轨道，H2O提供孤电子对，形成配离子[Zn(H2O)6]2+，[Zn(H2O)6]2+中所含化学键的类型为配位键、共价键；

(4)阴离子X-与CO2互为等电子体且X-内含共价键和氢键，则X-的化学式为 HF2-；

(5)在晶胞中，Au原子位于顶点，Cu原子位于面心，该晶胞中Au原子个数=8×=1，Cu原子个数=6×=3，所以该合金中Au原子与Cu原子个数之比=1∶3，晶胞体积V=(a×10-10cm)3，每个晶胞中铜原子个数是3、Au原子个数是1，则ρ= g•cm-3。

点睛：根据价层电子对互斥理论判断杂化类型：中心原子电子对计算公式：价电子对数n= (中心原子的价电子数+配位原子的价电子数×m±电荷数)。注意：①当上述公式中电荷数为正值时取“-”，电荷数为负值时取“+”；②当配位原子为氧原子或硫原子时，成键电子数为零；根据n值判断杂化类型：一般有如下规律：当n=2，sp杂化；n=3，sp2杂化；n=4，sp3杂化；3)对于有机物利用杂化轨道数=孤对电子对数+σ键数进行判断．如C2H2分子中碳原子形成1个C-H，1个C≡C(含1个σ键)，C原子杂化轨道数为1+1=2，采取sp杂化方式，C2H4分子中碳原子形成2个C-H，1个C═C双键(含1个σ键)，C原子杂化轨道数为(2+1)=3，C原子采取sp2杂化方式。