Question

【题目】如图所示是金刚石的晶胞结构，除顶点和面心上有碳原子外，4条体对角线的1/4处还各有1个碳原子。回答下列问题：

(1)若图中原子1的坐标为，则原子2的坐标为________。若金刚石的晶胞参数为，则其中碳碳键的键长________pm(用含的代数式表示)。

(2)面心立方晶胞与金刚石结构类似，阴、阳离子各占晶胞所含微粒数的一半。

①S元素及其同周期的相邻元素第一电离能由小到大的顺序是________，二氯化硫()分子中S原子的杂化类型是________。

②写出基态的电子排布式________；把晶胞示意图中表示的小球全部涂黑_______。

③锌锰干电池中可吸收电池反应产生的生成，该离子中含有________个键。

④若该晶胞的晶胞参数为，阿伏加德罗常数的值为，则晶体的密度为________(列出计算式)

(3)有人设想冰的晶胞也应该类似于金刚石，但实际较为复杂，可能是因为氢键较弱而导致“饱和性和方向性”很难被严格执行。例如有文献报道氨晶体中每个氢原子都形成氢键，则每个与周围________个通过氢键相结合。

Answer 1

【答案】 或 16 6

【解析】

(1)若图中原子1的坐标为(0,0,0)，则可建立以原子1为原点的坐标系，根据题干信息可知，原子2位于其中一条对角线上，根据立体几何可知，原子2的坐标为(,,,)，晶胞中C原子形成的碳碳单键的键长刚好为体对角线的，因此，若金刚石的晶胞参数为，则其中碳碳键的键长为pm，故答案为：(,,,)；；

(2)①与S元素同周期的相邻元素分别为P和Cl，一般情况下，同周期第一电离能逐渐增大，但P的3p轨道为3p3半充满状态，故第一电离能由小到大的为顺序为S<P<Cl，SCl2分子的中心原子的价电子对数为，则该分子的杂化方式为sp3杂化，故答案为：S<P<Cl；sp3；

②基态Zn原子为30号元素，核外共有30个电子，而Zn2+失去了两个电子，其核外电子排布式为排布式为[Ar]3d10，ZnS晶胞与金刚石的结构类似，阴、阳离子各占晶胞所含微粒数的一半，则Zn2+可位于晶胞的顶点和面心或直接位于晶胞的体心，故答案为：[Ar]3d10；或；

③[Zn(NH3)4]2+离子中Zn2+和NH3形成了4个配位键，同时1个NH3中N和H形成3个共价键，则该离子中共含有4+3×4=16个键，故答案为：16；

④由②分析可知，1个ZnS晶胞中共由4个ZnS，则晶胞的质量m为，晶胞的体积V=(a2×10-10)3=a23×10-30cm3，根据密度公式可得该晶体的密度，故答案为：；

(3)若氨晶体中每个氢原子都形成氢键，则1个NH3中3个H原子与其他的NH3分子的N原子形成3个氢键，N原子与其他NH3分子的H原子形成3个氢键，则每个NH3与周围6个NH3通过氢键相结合，故答案为：6。