Question

【題目】如圖所示是金剛石的晶胞結構，除頂點和面心上有碳原子外，4條體對角線的1/4處還各有1個碳原子。回答下列問題：

(1)若圖中原子1的坐標為，則原子2的坐標為________。若金剛石的晶胞參數為，則其中碳碳鍵的鍵長________pm(用含的代數式表示)。

(2)面心立方晶胞與金剛石結構類似，陰、陽離子各占晶胞所含微粒數的一半。

①S元素及其同周期的相鄰元素第一電離能由小到大的順序是________，二氯化硫()分子中S原子的雜化類型是________。

②寫出基態的電子排布式________；把晶胞示意圖中表示的小球全部涂黑_______。

③鋅錳干電池中可吸收電池反應產生的生成，該離子中含有________個鍵。

④若該晶胞的晶胞參數為，阿伏加德羅常數的值為，則晶體的密度為________(列出計算式)

(3)有人設想冰的晶胞也應該類似于金剛石，但實際較為復雜，可能是因為氫鍵較弱而導致“飽和性和方向性”很難被嚴格執行。例如有文獻報道氨晶體中每個氫原子都形成氫鍵，則每個與周圍________個通過氫鍵相結合。

Answer 1

【答案】 或 16 6

【解析】

(1)若圖中原子1的坐標為(0,0,0)，則可建立以原子1為原點的坐標系，根據題干信息可知，原子2位于其中一條對角線上，根據立體幾何可知，原子2的坐標為(,,,)，晶胞中C原子形成的碳碳單鍵的鍵長剛好為體對角線的，因此，若金剛石的晶胞參數為，則其中碳碳鍵的鍵長為pm，故答案為：(,,,)；；

(2)①與S元素同周期的相鄰元素分別為P和Cl，一般情況下，同周期第一電離能逐漸增大，但P的3p軌道為3p3半充滿狀態，故第一電離能由小到大的為順序為S<P<Cl，SCl2分子的中心原子的價電子對數為，則該分子的雜化方式為sp3雜化，故答案為：S<P<Cl；sp3；

②基態Zn原子為30號元素，核外共有30個電子，而Zn2+失去了兩個電子，其核外電子排布式為排布式為[Ar]3d10，ZnS晶胞與金剛石的結構類似，陰、陽離子各占晶胞所含微粒數的一半，則Zn2+可位于晶胞的頂點和面心或直接位于晶胞的體心，故答案為：[Ar]3d10；或；

③[Zn(NH3)4]2+離子中Zn2+和NH3形成了4個配位鍵，同時1個NH3中N和H形成3個共價鍵，則該離子中共含有4+3×4=16個鍵，故答案為：16；

④由②分析可知，1個ZnS晶胞中共由4個ZnS，則晶胞的質量m為，晶胞的體積V=(a2×10-10)3=a23×10-30cm3，根據密度公式可得該晶體的密度，故答案為：；

(3)若氨晶體中每個氫原子都形成氫鍵，則1個NH3中3個H原子與其他的NH3分子的N原子形成3個氫鍵，N原子與其他NH3分子的H原子形成3個氫鍵，則每個NH3與周圍6個NH3通過氫鍵相結合，故答案為：6。