Question

【題目】祖母綠的主要成分為Be3Al2Si6Ol8，含有O、Si、Al、Be等元素。請(qǐng)回答下列問題：

(1)基態(tài)A1原子中，電子占據(jù)的最高能級(jí)的符號(hào)是_______________________，該能級(jí)具有的原子軌道數(shù)為_______。

(2)在1000℃時(shí)，氯化鈹以BeCl2形式存在，其中Be原子的雜化方式為_________；在500600℃氣相中，氯化鈹則以二聚體Be2Cl4的形式存在，畫出Be2Cl4的結(jié)構(gòu)____________，1molBe2Cl4中含有____mol配位鍵。

(3)氫化鋁鋰(LiAlH4)是有機(jī)合成中一種重要的還原劑，LiAlH4的陰離子的空間構(gòu)型為____________，該陰離子的等電子體為____________（寫一種分子、一種離子）。一種無(wú)限長(zhǎng)單鏈結(jié)構(gòu)的多硅酸根的一部分如圖所示，則該硅酸根的化學(xué)式為____________________。

(4)用氧化物的形式表示出祖母綠的組成：___________。如圖是Be與O形成的氧化物的立方晶胞結(jié)構(gòu)，已知氧化鈹?shù)拿芏葹?/span>ρg/cm3，則晶胞邊長(zhǎng)為__________cm。(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，用含ρ、NA的代數(shù)式表示)，O2-的配位數(shù)為_____________。

Answer 1

【答案】3p 3 p雜化 2 正四面體 SiH4(或CH4)、BH4 SiO32- 3BeO·Al2O3·6SiO2 4

【解析】

(1)根據(jù)構(gòu)造原理，書寫出Al的核外電子排布式，就可確定電子占據(jù)的最高能級(jí)的符號(hào)及其具有的軌道數(shù)目。

(2)Be原子的價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是2且不含孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷Be原子雜化方式；二聚體Be2Cl4中每個(gè)Be的價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是3且不含孤電子對(duì)，得出它的結(jié)構(gòu)；每個(gè)Be2Cl4中每個(gè)Be原子含有1個(gè)配位鍵；

(3) LiAlH4的陰離子為AlH4-，先算出其價(jià)電子對(duì)數(shù)，確定是否有孤電子對(duì)，得到空間構(gòu)型；等電子體是指原子總數(shù)相等，價(jià)電子總數(shù)相等的微粒，AlH4-的原子數(shù)為5，價(jià)電子數(shù)為8；根據(jù)圖示的一個(gè)單鏈結(jié)構(gòu)的多硅酸根，可得到化學(xué)式；

(4)根據(jù)硅酸鹽用氧化物的形式表示時(shí)書寫順序：活潑金屬氧化物、較不活潑金屬氧化物、二氧化硅、水；用均攤方法計(jì)算晶胞中各種元素的原子個(gè)數(shù)，可得原子個(gè)數(shù)比和化學(xué)式，結(jié)合密度與物質(zhì)質(zhì)量關(guān)系確定晶胞參數(shù)，根據(jù)微粒相對(duì)位置確定O2-的配位數(shù)。

(1)Al是13號(hào)元素，根據(jù)構(gòu)造原理，可知基態(tài)Al原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p1，能級(jí)最高的是3p能級(jí)，p能級(jí)有3個(gè)軌道，分別為px、py、pz軌道；

(2)在BeCl2分子中，Be的價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是2且不含孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷Be原子雜化方式為sp；二聚體Be2Cl4中每個(gè)Be的價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是3且不含孤電子對(duì)，得出它的結(jié)構(gòu)為：；每個(gè)Be2Cl4中每個(gè)Be原子含有1個(gè)配位鍵，則每個(gè) Be2Cl4中含有2個(gè)配位鍵，所以1mol Be2Cl4中含有2mol配位鍵；

(3)LiAlH4的陰離子為AlH4-，算出其價(jià)電子對(duì)數(shù)=4+=4，無(wú)孤電子對(duì)，因此離子的空間構(gòu)型為正四面體形；等電子體是指原子總數(shù)相等，價(jià)電子總數(shù)相等的微粒，AlH4-的原子數(shù)為5，價(jià)電子數(shù)為8，故與其互為等電子體的為CH4、NH4+；根據(jù)圖示的一個(gè)結(jié)構(gòu)單元中含有1個(gè)硅、2+2×=3個(gè)氧原子，則Si與O的原子數(shù)之比為1：3，化學(xué)式為SiO32-；

(4)祖母綠的主要成分為Be3Al2Si6O18，用氧化物的形式表示時(shí)書寫順序是：活潑金屬氧化物、較不活潑金屬氧化物、二氧化硅、水，所以Be3Al2Si6O18可以表示為：3BeOAl2O36SiO2；該晶胞中含有O2-個(gè)數(shù)=8=4、Be2+個(gè)數(shù)=4，晶胞質(zhì)量m==g，氧化鈹?shù)拿芏葹?/span>ρg/cm3，則晶胞體積V=，所以晶胞參數(shù)a=cm=，根據(jù)圖示可知，O2-面心和頂點(diǎn)，由圖看出距離最近的Be原子上下各2個(gè)，共四個(gè)，所以配位數(shù)為4。