Question

锌在工业中有重要作用，也是人体必需的微量元素。回答下列问题：

(1)Zn原子价电子排布式为_________。

(2)ZnF₂具有较高的熔点(872℃)，ZnF₂不溶于有机溶剂，而ZnI₂能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，ZnI₂晶体类型是__________。

(3)S和O为同主族元素，但两者的简单氢化物的熔沸点差异较大，其原因为：____。

(4)化合物Cl₂O的立体构型为________，O原子的杂化方式为_____，可由Cl₂与湿润的Na₂CO₃反应可制备，其化学方程式为_______。

(5)Na和O能够形成某种化合物，其晶胞结构与CaF₂相似，如图所示，晶胞参数边长a cm，晶胞中O原子的配位数为_______；列式计算该晶体的密度(g·cm^-3)_____。

Answer

3d104s2 分子晶体 水分子间有氢键 V形 sp3 2Cl2+Na2CO3=Cl2O+CO2+2NaCl 8

【解析】

(1)Zn是30号元素，根据构造原理书写其核外电子排布式，进而可得其价层电子排布式；

(2)根据不同晶体类型的物理性质的区别分析判断；

(3)H2O分子之间存在氢键；

(4)根据价层电子对数判断O原子杂化类型，根据价层电子对互斥理论判断分子空间构型；Cl2与湿润的Na2CO3反应产生Cl2O、CO2及NaCl，据此书写反应方程式；

(5)根据晶胞结构判断配位数，利用晶胞的密度计算公式ρ=计算晶胞密度。

(1)Zn是30号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，其价层电子排布式是3d104s2。

(2)离子晶体熔沸点较高，易溶于水，不易溶于有机溶剂；由非极性分子组成的溶质易溶于由非极性分子组成的溶剂中。ZnF2具有较高的熔点(872℃)，ZnF2不溶于有机溶剂，说明ZnF2是离子晶体；而ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，则说明ZnI2是由分子构成的物质，其在固态时晶体类型是分子晶体。

(3)S和O为同主族元素，二者形成氢化物构型相同分别是H2S、H2O。由于O原子半径小，元素非金属性强，在H2O分子之间除存在分子间作用力外还存在氢键，氢键的存在增加了分子之间的吸引作用，使物质的熔沸点较高，而在H2S分子之间只存在分子间作用力，因此H2O的熔沸点比H2S的高。

(4)在化合物Cl2O中，O原子价层电子对数为2+=4，所以O原子杂化类型为sp3杂化，O原子采用sp3杂化，Cl2O的VSEPR模型为四面体形，由于O原子上有2个孤对电子，占据2个轨道，因此该分子立体构型为V形。Cl2O可由Cl2与湿润的Na2CO3反应可制备，根据原子守恒，反应还产生了CO2及NaCl，该反应的化学方程式为2Cl2+Na2CO3=Cl2O+CO2+2NaCl。

(5)氧和钠能够形成的某种化合物，阴离子位于晶胞的顶点和面心，阳离子位于晶胞的体心，则Na+的个数为8，O2-的个数为8×+6×=4，N(Na)：N(O)=2：1，所以形成的化合物为Na2O；晶胞中O位于面心，每个晶胞中有4个Na与O的距离最近，每个面心O原子为2个晶胞所共有，则晶胞中O原子的配位数为8；

根据晶胞密度公式ρ=，可得晶胞密度ρ== g/cm3。