Question

【題目】[化學——選修3：物質結構與性質]

鋅在工業中有重要作用，也是人體必需的微量元素。回答下列問題：

（1）Zn原子核外電子排布式為________________。

（2）黃銅是人類最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu組成。第一電離能Ⅰ1（Zn）_______Ⅰ1（Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是________________。

（3）ZnF2具有較高的熔點（872 ℃)，其化學鍵類型是_________；ZnF2不溶于有機溶劑而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能夠溶于乙醇、乙醚等有機溶劑，原因是________________。

（4）《中華本草》等中醫典籍中，記載了爐甘石（ZnCO3）入藥，可用于治療皮膚炎癥或表面創傷。ZnCO3中，陰離子空間構型為________________，C原子的雜化形式為________________。

（5）金屬Zn晶體中的原子堆積方式如圖所示，這種堆積方式稱為_______________。六棱柱底邊邊長為a cm，高為c cm，阿伏加德羅常數的值為NA，Zn的密度為________________g·cm－3（列出計算式）。

Answer 1

【答案】 [Ar]3d104s2 大于 Zn核外電子排布為全滿穩定結構，較難失電子 離子鍵 ZnF2為離子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化學鍵以共價鍵為主、極性較小 平面三角形 sp2 六方最密堆積（A3型）

【解析】分析：本題是物質結構與性質的綜合題，需要熟練掌握這一部分涉及的主要知識點，一般來說，題目都是一個一個小題獨立出現的，只要按照順序進行判斷計算就可以了。

詳解：（1）Zn是第30號元素，所以核外電子排布式為[Ar]3d104s2。

（2）Zn的第一電離能應該高于Cu的第一電離能，原因是，Zn的核外電子排布已經達到了每個能級都是全滿的穩定結構，所以失電子比較困難。同時也可以考慮到Zn最外層上是一對電子，而Cu的最外層是一個電子，Zn電離最外層一個電子還要拆開電子對，額外吸收能量。

（3）根據氟化鋅的熔點可以判斷其為離子化合物，所以一定存在離子鍵。作為離子化合物，氟化鋅在有機溶劑中應該不溶，而氯化鋅、溴化鋅和碘化鋅都是共價化合物，分子的極性較小，能夠溶于乙醇等弱極性有機溶劑。

（4）碳酸鋅中的陰離子為CO32-，根據價層電子對互斥理論，其中心原子C的價電子對為3+(4－3×2＋2)/2=3對，所以空間構型為正三角形，中心C為sp2雜化。

（5）由圖示，堆積方式為六方最緊密堆積。為了計算的方便，選取該六棱柱結構進行計算。六棱柱頂點的原子是6個六棱柱共用的，面心是兩個六棱柱共用，所以該六棱柱中的鋅原子為12×+2×+3=6個，所以該結構的質量為6×65/NA g。該六棱柱的底面為正六邊形，邊長為a cm，底面的面積為6個邊長為acm的正三角形面積之和，根據正三角形面積的計算公式，該底面的面積為6× cm2，高為c cm，所以體積為6× cm3。所以密度為：g·cm-3。