Question

Zn和Al都具有兩性，其單質和化合物在建筑業、電子工業和石油化工等方面應用廣泛．請回答下列問題：
（1）Zn形成金屬晶體，其金屬原子堆積屬于下列

 

模式
A．簡單立方       B．鉀型        C．鎂型           D．銅型
（2）葡萄糖酸鋅[CH₂OH（CHOH）₄COO]₂Zn是目前市場上流行的補鋅劑．寫出Zn²⁺基態電子排布式

 

； 葡萄糖[CH₂OH（CHOH）₄CHO]分子中手性碳原子有

 

個．
（3）鋅與某種元素X通過共價鍵結合，形成空間網狀結構的晶體，下圖表示該化合物晶胞，該化合物的化學式為

 

；該化合物的晶體熔點遠遠高于干冰，原因是

 

．
（4）AlCl₃是化工生產中的常用催化劑，熔點為192.6℃，熔融狀態以二聚體Al₂Cl₆形式存在，請問兩分子AlCl₃之間以

 

方式二聚．（選擇填寫：“離子鍵”“共價鍵”“金屬鍵”“氫鍵”）
（5 ）超高導熱絕緣耐高溫納米氮化鋁（AlN）在絕緣材料中的應用廣泛，A1N晶體與金剛石類似，每個Al原子與

 

個N原子相連，與同一個Al原子相連的N原子構成的空間構型為

 

．在四大晶體類型中，AlN屬于

 

晶體．
（6）與鋅同周期，最外層有3個未成對電子數的元素名稱是

 

，該元素對應的最低價氫化物分子的中心原子采取了

 

 雜化方式，分子的空間構型是

 

，屬于

 

分子（選擇填寫“極性”“非極性”）．

Answer 1

分析：（1）晶體中鋅原子位于正六面體的頂點和中心上；
（2）Zn元素是30號元素，Zn原子形成離子先失去高能層中的電子，結合核外電子排布規律書寫；
有機物中連接4個不同的原子或原子團的碳原子為手性碳原子；
（3）由晶胞結構可知，晶胞中Zn原子處于晶胞內部，X原子處于頂點與面心，根據均攤法計算晶胞中X原子數目，據此書寫化學式，晶胞中Zn和X通過共價鍵結合，故該晶體通過共價鍵形成的空間網狀結構，屬于原子晶體，熔點比分子晶體高；
（4）分子晶體的熔點較低，分子晶體中只含共價鍵；
（5）AlN晶體與金剛石類似，每個Al原子與個N原子相連，為空間網狀結構，與同一個Al原子相連的N原子構成正四面體，氮化鋁屬于原子晶體；  
（6）與鋅同周期，最外層有3個未成對電子數的元素是砷，該元素的最低價氫化物是砷化氫，根據價層電子對互斥理論確定砷原子雜化方式及分子的空間構型，分子中正負電荷重心不重合的分子為極性分子．

解答：解：（1）鋅形成的金屬晶體中鋅原子位于正六面體的頂點和中心上，其金屬原子堆積屬于鎂型，故選C；
（2）Zn元素是30號元素，Zn原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，故Zn²⁺的基態電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰，葡萄糖分子中含有4個手性碳原子，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰；4；　　 
（3）由晶胞結構可知，晶胞中Zn原子處于晶胞內部，晶胞中含有4個Zn原子，X原子處于頂點與面心，晶胞中X原子數目為8×

1

8

+6×

1

2

=4，故該化合物化學式為ZnX，晶胞中Zn和X通過共價鍵結合，故該晶體通過共價鍵形成的空間網狀結構，屬于原子晶體，干冰屬于分子晶體，故該化合物的熔點比干冰高，
故答案為：ZnX；原子晶體遠高于分子晶體；
（4）氯化鋁的熔點較低，為分子晶體，分子晶體中只含共價鍵，故答案為：共價鍵；        
（5）AlN晶體與金剛石類似，每個Al原子與4個N原子相連，為空間網狀結構，與同一個Al原子相連的N原子構成正四面體，且晶體類型與金剛石相同，為原子晶體，
故答案為：4；正四面體；原子；  
（6）與鋅同周期，最外層有3個未成對電子數的元素是砷，該元素的最低價氫化物是砷化氫，砷化氫分子中砷原子含有3個共價單鍵及一個孤電子對，所以其雜化方式為sp³，該分子為三角錐形結構，砷化氫的正負電荷重心不重合，為極性分子，
故答案為：砷；sp³；三角錐；極性．

點評：本題考查了物質結構及性質，涉及知識點較多，同時考查學生空間想象能力中原子的堆積模式，難點是雜化方式的判斷，知道價層電子對的計算方法，難度中等．