Question

【題目】祖母綠的主要成分為Be3Al2Si6Ol8，含有O、Si、Al、Be等元素。請回答下列問題：

(1)基態A1原子中，電子占據的最高能級的符號是_______________________，該能級具有的原子軌道數為_______。

(2)在1000℃時，氯化鈹以BeCl2形式存在，其中Be原子的雜化方式為_________；在500600℃氣相中，氯化鈹則以二聚體Be2Cl4的形式存在，畫出Be2Cl4的結構____________，1molBe2Cl4中含有____mol配位鍵。

(3)氫化鋁鋰(LiAlH4)是有機合成中一種重要的還原劑，LiAlH4的陰離子的空間構型為____________，該陰離子的等電子體為____________（寫一種分子、一種離子）。一種無限長單鏈結構的多硅酸根的一部分如圖所示，則該硅酸根的化學式為____________________。

(4)用氧化物的形式表示出祖母綠的組成：___________。如圖是Be與O形成的氧化物的立方晶胞結構，已知氧化鈹的密度為ρg/cm3，則晶胞邊長為__________cm。(設NA為阿伏加德羅常數的值，用含ρ、NA的代數式表示)，O2-的配位數為_____________。

Answer 1

【答案】3p 3 p雜化 2 正四面體 SiH4(或CH4)、BH4 SiO32- 3BeO·Al2O3·6SiO2 4

【解析】

(1)根據構造原理，書寫出Al的核外電子排布式，就可確定電子占據的最高能級的符號及其具有的軌道數目。

(2)Be原子的價層電子對個數是2且不含孤電子對，根據價層電子對互斥理論判斷Be原子雜化方式；二聚體Be2Cl4中每個Be的價層電子對個數是3且不含孤電子對，得出它的結構；每個Be2Cl4中每個Be原子含有1個配位鍵；

(3) LiAlH4的陰離子為AlH4-，先算出其價電子對數，確定是否有孤電子對，得到空間構型；等電子體是指原子總數相等，價電子總數相等的微粒，AlH4-的原子數為5，價電子數為8；根據圖示的一個單鏈結構的多硅酸根，可得到化學式；

(4)根據硅酸鹽用氧化物的形式表示時書寫順序：活潑金屬氧化物、較不活潑金屬氧化物、二氧化硅、水；用均攤方法計算晶胞中各種元素的原子個數，可得原子個數比和化學式，結合密度與物質質量關系確定晶胞參數，根據微粒相對位置確定O2-的配位數。

(1)Al是13號元素，根據構造原理，可知基態Al原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p1，能級最高的是3p能級，p能級有3個軌道，分別為px、py、pz軌道；

(2)在BeCl2分子中，Be的價層電子對個數是2且不含孤電子對，根據價層電子對互斥理論判斷Be原子雜化方式為sp；二聚體Be2Cl4中每個Be的價層電子對個數是3且不含孤電子對，得出它的結構為：；每個Be2Cl4中每個Be原子含有1個配位鍵，則每個 Be2Cl4中含有2個配位鍵，所以1mol Be2Cl4中含有2mol配位鍵；

(3)LiAlH4的陰離子為AlH4-，算出其價電子對數=4+=4，無孤電子對，因此離子的空間構型為正四面體形；等電子體是指原子總數相等，價電子總數相等的微粒，AlH4-的原子數為5，價電子數為8，故與其互為等電子體的為CH4、NH4+；根據圖示的一個結構單元中含有1個硅、2+2×=3個氧原子，則Si與O的原子數之比為1：3，化學式為SiO32-；

(4)祖母綠的主要成分為Be3Al2Si6O18，用氧化物的形式表示時書寫順序是：活潑金屬氧化物、較不活潑金屬氧化物、二氧化硅、水，所以Be3Al2Si6O18可以表示為：3BeOAl2O36SiO2；該晶胞中含有O2-個數=8=4、Be2+個數=4，晶胞質量m==g，氧化鈹的密度為ρg/cm3，則晶胞體積V=，所以晶胞參數a=cm=，根據圖示可知，O2-面心和頂點，由圖看出距離最近的Be原子上下各2個，共四個，所以配位數為4。