Question

（1）CH₃⁺、-CH₃（甲基）、CH₃^-都是重要的有機反應中間體，有關它們的說法正確的是

 

A、它們均由甲烷去掉一個氫原子所得
B、它們互為等電子體，碳原子均采取sp²雜化
C、CH₃^-與NH₃、H₂O⁺互為等電子體，幾何構型均為三角錐形
D、CH₃⁺中的碳原子采取sp²雜化，所有原子均共面
E、兩個-CH₃（甲基）或一個CH₃⁺'和一個CH₃^-結合均可得到CH₃CH₃
（2）鋅是一種重要的金屬，鋅及其化合物有著廣泛的應用．
①鋅在元素周期表中的位置是：

 

．
②葡萄糖酸鋅〔CH₂OH（ CHOH） ₄ COO]₂Zn是目前市場上流行的補鋅劑．寫出Zn²⁺基態電子排布式

 

，葡萄糖分子[CH₂OH（CHOH）₄CHO]中碳原子雜化方式有

 

③Zn²⁺能與NH₃形成配離子[Zn（NH₃）₄]²⁺．配位體NH₃分子屬于

 

（填“極性分子”或“非極性分子”）；在〔Zn（NH₃）₄]²⁺中，Zn²⁺位于正四面體中心，N位于正四面體的頂點，試在圖1中表示出〔Zn（NH₃）₄]²⁺中Zn²⁺與N之間的化學鍵．

④圖2示鋅與某非金屬元素X形成的化合物晶胞，其中Zn和X通過共價鍵結合，該化合物的Zn與X的原子個數之比為

 

；
⑤在④的晶胞（圖2）中，如果只考查X的排列方式，則X的堆積方式屬于金屬晶體堆積方式中的_

 

堆積；設該晶胞中Zn的半徑為r₁ cm，其相對原子質量為M₁，X的半徑為r₂cm，其相對原子質量為M₂，則該晶體的密度為_

 

g/cm³（寫出 含有字母的表達式）

Answer 1

考點：晶胞的計算,判斷簡單分子或離子的構型,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：化學鍵與晶體結構

分析：（1）A．甲烷去掉一個氫原子不能得到CH₃⁺、CH₃^-；
B．CH₃⁺、CH₃-、CH₃^-分別具有6個、7個和8個價電子，不是等電子體；
C．CH₃^-與NH₃、H₃O⁺均具有10個電子，互為等電子體，所以空間構型相同；
D．CH₃⁺中的碳原子采取sp²雜化；
E．兩個CH₃-或一個CH₃⁺和CH₃^-結合都能得到CH₃CH₃．
（2）①Zn的原子序數是30，在第四周期，ⅡB 族，ds 區；
②葡萄糖里有兩種碳原子，葡萄糖是無羥基醛，所以，一種是以sp³雜化（接羥基的碳），一種是以sp²雜化（醛基里的碳）；
③同種元素之間形成非極性共價鍵，不同元素之間形成極性共價鍵，分子中正負電荷中心不重合，從整個分子來看，電荷的分布是不均勻的，不對稱的，這樣的分子為極性分子，以極性鍵結合的雙原子一定為極性分子，以極性鍵結合的多原子分子如結構對稱，正負電荷的重心重合，電荷分布均勻，則為非極性分子；[Zn（NH₃）₄]²⁺中Zn²⁺與N之間的化學鍵是配位鍵；
④利用均攤法可計算出晶胞中原子個數，據此得出原子個數比；
⑤根據晶胞結構圖可知，X原子分布在晶胞立方體的頂點和面心上，是面心立方最密堆積，根據ρ=

m

V

，可算出密度．

解答： 解：（1）A．甲烷分子變成CH₃⁺、CH₃-、CH₃^-時，失去的分別是氫負離子、氫離子和質子，空間構型也不再與原來的分子相同，故A錯誤； 
B．CH₃⁺、CH₃-、CH₃^-分別具有6個、7個和8個價電子，不是等電子體，中心碳原子的價層電子對數不同，故空間構型不同，故B錯誤；
C．CH₃^-與NH₃、H₃O⁺均具有10個電子，互為等電子體，幾何構型均為三角錐形，故C正確；
D．CH₃⁺中的碳原子采取sp2雜化，所有原子均共面，故D正確；
E．兩個CH₃-或一個CH₃⁺和CH₃^-結合可得到CH₃CH₃，故E正確．
故選CDE；
（2）①Zn的原子序數是30，其電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，由電子排布式可知該元素為第四周期，第ⅡB族，故答案為：第四周期第ⅡB族；
②Zn²⁺基態電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰，葡萄糖里有兩種碳原子，葡萄糖是無羥基醛，所以，一種是以sp³雜化（接羥基的碳），一種是以sp²雜化（醛基里的碳），故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰；sp²、sp³；
③配位體NH₃分子中正負電荷中心不重合，從整個分子來看，電荷的分布是不均勻的，不對稱的，是極性分子；[Zn（NH₃）₄]²⁺中Zn²⁺與N之間的化學鍵是配位鍵，
故答案為：極性分子；；
④根據晶胞結構圖可知，晶胞中鋅的個數為4，X的個數為8×

1

8

+6×

1

2

=4，所以鋅原子與X原子的個數比為1：1，故答案為：1：1；
⑤根據晶胞結構圖可知，X原子分布在晶胞立方體的頂點和面心上，是面心立方最密堆積，在每個晶胞中含有4個鋅原子和4個X原子，在晶胞結構中，晶胞的體對角線長度為4（r₁+r₂），所以晶胞的邊長為

4(r1+r2)

3

，根據ρ=

m

V

，可知密度為

4(M1+M2) NA

[ 4(r1+r2) 3 ]3

g/cm³=

3 3 (M1+M2)

16NA(r1+r2)3

g/cm³，故答案為：面心立方最密；

3 3 (M1+M2)

16NA(r1+r2)3

．

點評：本題考查判斷簡單分子或離子的構型、極性分子、晶胞的計算、原子軌道雜化方式及雜化類型判斷、晶體類型的判斷等，難度較大，掌握晶胞的計算是解題的關鍵