Question

【題目】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)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acm，高為ccm，阿伏加德羅常數的值為NA，Zn的密度為________g·cm－3。

Answer 1

【答案】[Ar]3d104s2(或1s22s22p63s23p63d104s2) 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 六方最密堆積(A3型)

【解析】

(1)Zn是第30號元素，寫出核外電子排布式；

(2)a：通常情況下，金屬性越強，第一電離能越小；b當外圍電子在能量相等的軌道上形成全空(p0, d0, fo)、半滿(p3, d5, f7)或全滿(p6, d10, f14)結構時，原子的能量較低，元素的第一電離能較大；

(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)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。

(1)Zn是第30號元素，所以核外電子排布式為[Ar]3d104s2。

答案：[Ar]3d104s2(或1s22s22p63s23p63d104s2)

(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。

答案：大于

(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)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12×1/6+2×1/2+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。

答案：