Question

【題目】CdSnAs2是一種高遷移率的新型熱電材料，回答下列問題：

(1)Sn為ⅣA族元素，單質Sn與干燥Cl2反應生成SnCl4。常溫常壓下SnCl4為無色液體，SnCl4空間構型為_____________，其固體的晶體類型為_____________。

(2)NH3、PH3、AsH3的沸點由高到低的順序為_____________(填化學式，下同)，還原性由強到弱的順序為____________，鍵角由大到小的順序為_____________。

(3)含有多個配位原子的配體與同一中心離子(或原子)通過螯合配位成環而形成的配合物為螯合物。一種Cd2+配合物的結構如圖所示，1mol該配合物中通過螯合作用形成的配位鍵有_________mol，該螯合物中N的雜化方式有__________種。

(4)以晶胞參數為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子的分數坐標。四方晶系CdSnAs2的晶胞結構如圖所示，晶胞棱邊夾角均為90°，晶胞中部分原子的分數坐標如下表所示。

坐標 原子	x	y	z
Cd	0	0	0
Sn	0	0	0.5
As	0.25	0.25	0.125

一個晶胞中有_________個Sn，找出距離Cd(0，0，0)最近的Sn_________(用分數坐標表示)。CdSnAs2

晶體中與單個Sn鍵合的As有___________個。

Answer 1

【答案】正四面體形； 分子晶體 NH3、AsH3、PH3 AsH3、PH3、NH3 NH3、PH3、AsH3 6 1 4 (0.5，0，0.25)、(0.5，0.5，0) 4

【解析】

（1）利用價層電子對數確定SnCl4的分子構型；由于常溫下SnCl4為液體，故SnCl4為分子晶體；

（2）結構相似的分子，相對分子質量越大物質的熔沸點越高，另外分子間能形成氫鍵的物質，熔沸點則較高，鍵角的大小取決于中心原子的雜化類型、孤電子對數、成鍵電子對與成鍵電子對之間的斥力大小；

（3）由該物質的結構簡式可知，螯合作用配位成環，故1個該配合物中通過螯合作用形成的配位鍵有6個，Cd—NO2那個不算；該螯合物中N原子的雜化方式為sp2雜化；

（4）結合部分原子的分數坐標，結合晶胞結構圖，確定各原子在晶胞中位置，找出相應原子。

（1）Sn為第ⅣA族元素，由于常溫下SnCl4為液體，故SnCl4為分子晶體；SnCl4分子中中心原子的孤電子對數==0，鍵電子對數為4，價層電子對數為4，故SnCl4分子的空間構型為正四面體形；

（2）NH3、PH3、AsH3的結構相似，結構相似的物質，相對分子質量越大，范德華力越強，物質的沸點越高，但是NH3分子間能形成氫鍵，故這三種物質的沸點NH3＞AsH3＞PH3；N、P、As這三種元素位于元素周期表中第ⅤA族，原子序數依次增大，同一主族從上到下，隨著核電荷數的增加，原子半徑逐漸增大，非金屬性逐漸減弱，氫化物的還原性逐漸增強，故這三種物質的還原性由強到弱的順序為AsH3＞PH3＞NH3；NH3、PH3、AsH3中中心原子都是sp3雜化，都有1對孤電子對，中心原子的電負性越小，成鍵電子對之間的斥力越小，成鍵電子對之間的斥力越小，鍵角越小，所以這三種物質 鍵角由大到小的順序為NH3＞PH3＞AsH3；

（3）由該物質的結構簡式和分析，根據題意“含有多個配位原子的配體與同一中心離子或原子通過螯合配位成環而形成的配合物為螯合物”，故該配合物中通過螯合作用形成的配位鍵有6mol，Cd—NO2那個不算；該螯合物中N原子的雜化方式都是sp2雜化，故該物質中N的雜化方式有1種；

（4）由部分Cd原子的分數坐標為(0，0，0)，可知8個Cd在晶胞的頂點，4個Cd在晶胞的面心，1個在晶胞的體心；部分Sn原子的分數坐標為（0，0，0.5），4個Sn在晶胞的棱上，6個Sn在晶胞的面心；部分As原子的分數坐標為（0.25，0.25，0.125），8個As在晶胞的體心；所以1個晶胞中Sn的個數為 ；距離Cd(0，0，0)最近的Sn是(0.5，0，0.25)、(0.5，0.5，0)；由晶胞結構圖可知，CdSnAs2晶體中與單個Sn結合的As有4個。