问题 填空题

[化学——选修3: 物质结构与性质](15分)

Sn是人类最早使用的元素之一,能形成SnCl2,SnCl4两种氯化物,SnCl2常温下为白色晶体,具有一维链状的聚合结构,气态时以单分子形式存在,而SnCl4常温下为无色液体。白锡和灰锡是Sn的两种同素异形体,白锡的晶体结构中Sn原子的配位数为4和6,灰锡的晶体结构与金刚石的晶体结构相似。白锡的密度大于灰锡的密度。

(1)Sn元素价层电子排布式为           

(2)SnCl2的一维链状聚合结构如图所示,在分子结构中标出

所含有的配位键。其固体分子及气体分子中Sn的杂化方式为      。

(3)SnCl4分子的空间构型为               ,SnCl4与CCl4

沸点较高的是             

(4)锡的某种氧化物的晶胞如右图,其化学式为              

(5)解释白锡分子的密度大于灰锡的密度的原因:                          

(6)若灰锡的晶胞边长为a pm,计算灰锡的密度 为                            

答案

(1)5s25p2(2分)

(2) 图略 (2分) sp3、 sp2(各1分)

(3)正四面体;SnCl4(各1分)

(4)SnO2(2分)

(5)配位数大,空间利用率大(2分)

(6)952/NA(a×10—10)3(3分)

题目分析:(1)Sn元素是50号元素,最外层电子是4个,位于元素周期表的第五周期,第四主族,所以价层电子排布式为5s25p2

(2)Sn元素的5p轨道上有空轨道,Cl原子中有孤对电子,所以1个SnCl2分子中的Sn与另一分子中的Cl原子可以形成配位键,从而形成一维链状聚合结构,配位键的形式是从提供孤对电子的一方指向提供空轨道的一方;固体分子SnCl2中存在一个配位键,所以Sn的价层电子对数是3+1/2(4-2×1)=4,所以是sp3杂化;气态时以单分子形式存在,所以Sn的价层电子对数是2+1/2(4-2×1)=3, sp2杂化;

(3)SnCl4分子中Sn的价层电子对数是4+1/2(4-4×1)=4,空间构型是正四面体型;SnCl4与CCl4都是分子晶体,所以相对分子质量大的分子间作用力大,沸点较高,所以SnCl4的沸点较高;

(4)锡的某种氧化物的晶胞中Sn原子8顶点各1个和中心1个,共是8×1/8+1=2个,O原子分别在上下2个底面各2个和体内的2个,共是4×1/2+2=4,所以Sn与O的原子个数比是2:4=1:2,化学式为SnO2

(5)白锡的晶体结构中Sn原子的配位数为4和6,灰锡的晶体结构与金刚石的晶体结构相似,配位数是4,所以白锡晶体的配位数大,空间利用率大,单位体积拥有的Sn原子多,密度大;

(6)灰锡晶胞中Sn原子的个数是8,与金刚石晶胞中C原子个数相同,所以灰锡的密度=m/V=8×119/NA/(a×10-10)3=952/NA(a×10—10)3g/cm3

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