Question

[化學(xué)——選修3： 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]（15分）

Sn是人類最早使用的元素之一，能形成SnCl2，SnCl4兩種氯化物，SnCl2常溫下為白色晶體，具有一維鏈狀的聚合結(jié)構(gòu)，氣態(tài)時(shí)以單分子形式存在，而SnCl4常溫下為無色液體。白錫和灰錫是Sn的兩種同素異形體，白錫的晶體結(jié)構(gòu)中Sn原子的配位數(shù)為4和6，灰錫的晶體結(jié)構(gòu)與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)相似。白錫的密度大于灰錫的密度。

（1）Sn元素價(jià)層電子排布式為 。

（2）SnCl2的一維鏈狀聚合結(jié)構(gòu)如圖所示，在分子結(jié)構(gòu)中標(biāo)出

所含有的配位鍵。其固體分子及氣體分子中Sn的雜化方式為 。

（3）SnCl4分子的空間構(gòu)型為 ，SnCl4與CCl4中

沸點(diǎn)較高的是 。

（4）錫的某種氧化物的晶胞如右圖，其化學(xué)式為 。

（5）解釋白錫分子的密度大于灰錫的密度的原因： 。

（6）若灰錫的晶胞邊長為a pm，計(jì)算灰錫的密度 為 。

 

Answer 1

（1）5s25p2（2分）

（2） 圖略 （2分） sp3、、 sp2 （各1分）

（3）正四面體；SnCl4（各1分）

（4）SnO2 （2分）

（5）配位數(shù)大，空間利用率大（2分）

（6）952/NA(a×10—10)3(3分)

【解析】

試題分析：（1）Sn元素是50號元素，最外層電子是4個(gè)，位于元素周期表的第五周期，第四主族，所以價(jià)層電子排布式為5s25p2；

（2）Sn元素的5p軌道上有空軌道，Cl原子中有孤對電子，所以1個(gè)SnCl2分子中的Sn與另一分子中的Cl原子可以形成配位鍵，從而形成一維鏈狀聚合結(jié)構(gòu)，配位鍵的形式是從提供孤對電子的一方指向提供空軌道的一方；固體分子SnCl2中存在一個(gè)配位鍵，所以Sn的價(jià)層電子對數(shù)是3+1/2(4-2×1)=4,所以是sp3雜化；氣態(tài)時(shí)以單分子形式存在，所以Sn的價(jià)層電子對數(shù)是2+1/2(4-2×1)=3, sp2雜化；

（3）SnCl4分子中Sn的價(jià)層電子對數(shù)是4+1/2(4-4×1)=4,空間構(gòu)型是正四面體型；SnCl4與CCl4都是分子晶體，所以相對分子質(zhì)量大的分子間作用力大，沸點(diǎn)較高，所以SnCl4的沸點(diǎn)較高；

（4）錫的某種氧化物的晶胞中Sn原子8頂點(diǎn)各1個(gè)和中心1個(gè)，共是8×1/8+1=2個(gè)，O原子分別在上下2個(gè)底面各2個(gè)和體內(nèi)的2個(gè)，共是4×1/2+2=4，所以Sn與O的原子個(gè)數(shù)比是2:4=1:2，化學(xué)式為SnO2

（5）白錫的晶體結(jié)構(gòu)中Sn原子的配位數(shù)為4和6，灰錫的晶體結(jié)構(gòu)與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)相似，配位數(shù)是4，所以白錫晶體的配位數(shù)大，空間利用率大，單位體積擁有的Sn原子多，密度大；

（6）灰錫晶胞中Sn原子的個(gè)數(shù)是8，與金剛石晶胞中C原子個(gè)數(shù)相同，所以灰錫的密度=m/V=8×119/NA/(a×10-10)3=952/NA(a×10—10)3g/cm3

考點(diǎn)：考查原子結(jié)構(gòu)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)的判斷，雜化軌道的判斷，晶胞的計(jì)算