Question

Zn和Al都具有两性，其单质和化合物在建筑业、电子工业和石油化工等方面应用广泛．请回答下列问题：
（1）Zn形成金属晶体，其金属原子堆积属于下列

 

模式
A．简单立方       B．钾型        C．镁型           D．铜型
（2）葡萄糖酸锌[CH₂OH（CHOH）₄COO]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[CH₂OH（CHOH）₄CHO]分子中手性碳原子有

 

个．
（3）锌与某种元素X通过共价键结合，形成空间网状结构的晶体，下图表示该化合物晶胞，该化合物的化学式为

 

；该化合物的晶体熔点远远高于干冰，原因是

 

．
（4）AlCl₃是化工生产中的常用催化剂，熔点为192.6℃，熔融状态以二聚体Al₂Cl₆形式存在，请问两分子AlCl₃之间以

 

方式二聚．（选择填写：“离子键”“共价键”“金属键”“氢键”）
（5 ）超高导热绝缘耐高温纳米氮化铝（AlN）在绝缘材料中的应用广泛，A1N晶体与金刚石类似，每个Al原子与

 

个N原子相连，与同一个Al原子相连的N原子构成的空间构型为

 

．在四大晶体类型中，AlN属于

 

晶体．
（6）与锌同周期，最外层有3个未成对电子数的元素名称是

 

，该元素对应的最低价氢化物分子的中心原子采取了

 

 杂化方式，分子的空间构型是

 

，属于

 

分子（选择填写“极性”“非极性”）．

Answer 1

分析：（1）晶体中锌原子位于正六面体的顶点和中心上；
（2）Zn元素是30号元素，Zn原子形成离子先失去高能层中的电子，结合核外电子排布规律书写；
有机物中连接4个不同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子；
（3）由晶胞结构可知，晶胞中Zn原子处于晶胞内部，X原子处于顶点与面心，根据均摊法计算晶胞中X原子数目，据此书写化学式，晶胞中Zn和X通过共价键结合，故该晶体通过共价键形成的空间网状结构，属于原子晶体，熔点比分子晶体高；
（4）分子晶体的熔点较低，分子晶体中只含共价键；
（5）AlN晶体与金刚石类似，每个Al原子与个N原子相连，为空间网状结构，与同一个Al原子相连的N原子构成正四面体，氮化铝属于原子晶体；  
（6）与锌同周期，最外层有3个未成对电子数的元素是砷，该元素的最低价氢化物是砷化氢，根据价层电子对互斥理论确定砷原子杂化方式及分子的空间构型，分子中正负电荷重心不重合的分子为极性分子．

解答：解：（1）锌形成的金属晶体中锌原子位于正六面体的顶点和中心上，其金属原子堆积属于镁型，故选C；
（2）Zn元素是30号元素，Zn原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，故Zn²⁺的基态电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰，葡萄糖分子中含有4个手性碳原子，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰；4；　　 
（3）由晶胞结构可知，晶胞中Zn原子处于晶胞内部，晶胞中含有4个Zn原子，X原子处于顶点与面心，晶胞中X原子数目为8×

1

8

+6×

1

2

=4，故该化合物化学式为ZnX，晶胞中Zn和X通过共价键结合，故该晶体通过共价键形成的空间网状结构，属于原子晶体，干冰属于分子晶体，故该化合物的熔点比干冰高，
故答案为：ZnX；原子晶体远高于分子晶体；
（4）氯化铝的熔点较低，为分子晶体，分子晶体中只含共价键，故答案为：共价键；        
（5）AlN晶体与金刚石类似，每个Al原子与4个N原子相连，为空间网状结构，与同一个Al原子相连的N原子构成正四面体，且晶体类型与金刚石相同，为原子晶体，
故答案为：4；正四面体；原子；  
（6）与锌同周期，最外层有3个未成对电子数的元素是砷，该元素的最低价氢化物是砷化氢，砷化氢分子中砷原子含有3个共价单键及一个孤电子对，所以其杂化方式为sp³，该分子为三角锥形结构，砷化氢的正负电荷重心不重合，为极性分子，
故答案为：砷；sp³；三角锥；极性．

点评：本题考查了物质结构及性质，涉及知识点较多，同时考查学生空间想象能力中原子的堆积模式，难点是杂化方式的判断，知道价层电子对的计算方法，难度中等．