Question

（1）CH₃⁺、-CH₃（甲基）、CH₃^-都是重要的有机反应中间体，有关它们的说法正确的是

 

A、它们均由甲烷去掉一个氢原子所得
B、它们互为等电子体，碳原子均采取sp²杂化
C、CH₃^-与NH₃、H₂O⁺互为等电子体，几何构型均为三角锥形
D、CH₃⁺中的碳原子采取sp²杂化，所有原子均共面
E、两个-CH₃（甲基）或一个CH₃⁺'和一个CH₃^-结合均可得到CH₃CH₃
（2）锌是一种重要的金属，锌及其化合物有着广泛的应用．
①锌在元素周期表中的位置是：

 

．
②葡萄糖酸锌〔CH₂OH（ CHOH） ₄ COO]₂Zn是目前市场上流行的补锌剂．写出Zn²⁺基态电子排布式

 

，葡萄糖分子[CH₂OH（CHOH）₄CHO]中碳原子杂化方式有

 

③Zn²⁺能与NH₃形成配离子[Zn（NH₃）₄]²⁺．配位体NH₃分子属于

 

（填“极性分子”或“非极性分子”）；在〔Zn（NH₃）₄]²⁺中，Zn²⁺位于正四面体中心，N位于正四面体的顶点，试在图1中表示出〔Zn（NH₃）₄]²⁺中Zn²⁺与N之间的化学键．

④图2示锌与某非金属元素X形成的化合物晶胞，其中Zn和X通过共价键结合，该化合物的Zn与X的原子个数之比为

 

；
⑤在④的晶胞（图2）中，如果只考查X的排列方式，则X的堆积方式属于金属晶体堆积方式中的_

 

堆积；设该晶胞中Zn的半径为r₁ cm，其相对原子质量为M₁，X的半径为r₂cm，其相对原子质量为M₂，则该晶体的密度为_

 

g/cm³（写出 含有字母的表达式）

Answer 1

考点：晶胞的计算,判断简单分子或离子的构型,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）A．甲烷去掉一个氢原子不能得到CH₃⁺、CH₃^-；
B．CH₃⁺、CH₃-、CH₃^-分别具有6个、7个和8个价电子，不是等电子体；
C．CH₃^-与NH₃、H₃O⁺均具有10个电子，互为等电子体，所以空间构型相同；
D．CH₃⁺中的碳原子采取sp²杂化；
E．两个CH₃-或一个CH₃⁺和CH₃^-结合都能得到CH₃CH₃．
（2）①Zn的原子序数是30，在第四周期，ⅡB 族，ds 区；
②葡萄糖里有两种碳原子，葡萄糖是无羟基醛，所以，一种是以sp³杂化（接羟基的碳），一种是以sp²杂化（醛基里的碳）；
③同种元素之间形成非极性共价键，不同元素之间形成极性共价键，分子中正负电荷中心不重合，从整个分子来看，电荷的分布是不均匀的，不对称的，这样的分子为极性分子，以极性键结合的双原子一定为极性分子，以极性键结合的多原子分子如结构对称，正负电荷的重心重合，电荷分布均匀，则为非极性分子；[Zn（NH₃）₄]²⁺中Zn²⁺与N之间的化学键是配位键；
④利用均摊法可计算出晶胞中原子个数，据此得出原子个数比；
⑤根据晶胞结构图可知，X原子分布在晶胞立方体的顶点和面心上，是面心立方最密堆积，根据ρ=

m

V

，可算出密度．

解答： 解：（1）A．甲烷分子变成CH₃⁺、CH₃-、CH₃^-时，失去的分别是氢负离子、氢离子和质子，空间构型也不再与原来的分子相同，故A错误； 
B．CH₃⁺、CH₃-、CH₃^-分别具有6个、7个和8个价电子，不是等电子体，中心碳原子的价层电子对数不同，故空间构型不同，故B错误；
C．CH₃^-与NH₃、H₃O⁺均具有10个电子，互为等电子体，几何构型均为三角锥形，故C正确；
D．CH₃⁺中的碳原子采取sp2杂化，所有原子均共面，故D正确；
E．两个CH₃-或一个CH₃⁺和CH₃^-结合可得到CH₃CH₃，故E正确．
故选CDE；
（2）①Zn的原子序数是30，其电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，由电子排布式可知该元素为第四周期，第ⅡB族，故答案为：第四周期第ⅡB族；
②Zn²⁺基态电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰，葡萄糖里有两种碳原子，葡萄糖是无羟基醛，所以，一种是以sp³杂化（接羟基的碳），一种是以sp²杂化（醛基里的碳），故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰；sp²、sp³；
③配位体NH₃分子中正负电荷中心不重合，从整个分子来看，电荷的分布是不均匀的，不对称的，是极性分子；[Zn（NH₃）₄]²⁺中Zn²⁺与N之间的化学键是配位键，
故答案为：极性分子；；
④根据晶胞结构图可知，晶胞中锌的个数为4，X的个数为8×

1

8

+6×

1

2

=4，所以锌原子与X原子的个数比为1：1，故答案为：1：1；
⑤根据晶胞结构图可知，X原子分布在晶胞立方体的顶点和面心上，是面心立方最密堆积，在每个晶胞中含有4个锌原子和4个X原子，在晶胞结构中，晶胞的体对角线长度为4（r₁+r₂），所以晶胞的边长为

4(r1+r2)

3

，根据ρ=

m

V

，可知密度为

4(M1+M2) NA

[ 4(r1+r2) 3 ]3

g/cm³=

3 3 (M1+M2)

16NA(r1+r2)3

g/cm³，故答案为：面心立方最密；

3 3 (M1+M2)

16NA(r1+r2)3

．

点评：本题考查判断简单分子或离子的构型、极性分子、晶胞的计算、原子轨道杂化方式及杂化类型判断、晶体类型的判断等，难度较大，掌握晶胞的计算是解题的关键