Question

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構，氣態(tài)時以單分子形式存在，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，白錫的晶體結構中Sn原子的配位數為4和6，灰錫的晶體結構與金剛石的晶體結構相似．白錫的密度大于灰錫的密度．
（1）Sn元素價層電子排布式為

 

．
（2）SnCl₂的一維鏈狀聚合結構如圖1所示，在分子結構中標出所含有的配位鍵．其固體分子及氣體分子中Sn的雜化方式為

 

．
（3）SnCl₄分子的空間構型為

 

，SnCl₄與CCl₄中沸點較高的是

 

．
（4）錫的某種氧化物的晶胞如圖2，其化學式為

 

．
（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，計算灰錫的密度為

 

．

Answer 1

考點：晶胞的計算,配合物的成鍵情況,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：化學鍵與晶體結構

分析：（1）Sn屬于ⅣA族元素，價電子排布式為ns²np²，位于第5周期，可確定其價電子排布式；
（2）配位鍵為Sn提供空軌道，Cl提供孤對電子，根據圖1可知形成兩條共價鍵的Cl，其中一條為配位鍵；SnCl₂的一維鏈狀聚合結構中，Sn形成了四條鍵，雜化類型為sp³，氣體分子為單分子，即形成兩條共價鍵的Cl斷開其中一條，則Sn形成三條鍵，雜化類型為sp²；
（3）計算SnCl₄分子價電子對數；判斷兩種化合物晶體類型，根據微粒間相互作用判斷熔沸點；
（4）根據圖2中原子成鍵規(guī)則判斷出O和Sn所在晶胞位置，利用均攤法計算；
（5）根據白錫和灰錫的配位數和空間想象能力，判斷密度；
（6）利用ρ=

M

V

進行計算．

解答： 解：（1）Sn屬于ⅣA族元素，價電子排布式為ns²np²，位于第5周期，可確定其價電子排布式為：5s²5p²，
故答案為：5s²5p²；
（2）配位鍵為Sn提供空軌道，Cl提供孤對電子，根據圖1可知形成兩條共價鍵的Cl，其中一條為配位鍵，配位鍵表示為由形成兩條共價鍵的Cl指向Sn；SnCl₂的一維鏈狀聚合結構中，Sn形成了四條鍵，雜化類型為sp³，氣體分子為單分子，即形成兩條共價鍵的Cl斷開其中一條，則Sn形成三條鍵面，雜化類型為sp²；
故答案為：sp³、sp²；
（3）SnCl₄分子價電子對數為

4+4

2

=4，形成了四條雜化軌道，雜化軌道空間構型為正四面體，且每條雜化軌道均與Cl形成共價鍵，其空間構型為正四面體；SnCl₄與CCl₄都屬于分子晶體，所以相對分子質量較大的分子，熔沸點較高，
故答案為：正四面體；SnCl₄；
（4）晶胞中O可形成兩條共價鍵，則圖2中紅球代表O原子，白球代表Sn，所以O位于體心和面心，數目為4×

1

2

+2=4，Sn位于頂點和體心，數目為8×

1

8

+1=2，原子數目比為2：1，寫出化學式為SnO₂，
故答案為：SnO₂；
（5）白錫的晶體結構中Sn原子的配位數為4和6，灰錫的晶體結構與金剛石的晶體結構相似，配位數為4，前者配位數較大，其空間利用率較大，所以其密度大于灰錫，
故答案為：配位數大，空間利用率大；
（6）灰錫晶胞中含有8個Sn原子，晶胞的摩爾質量為：119×8=952g/mol，晶胞的體積為（a×10^-10）³，摩爾體積為N_A（a×10^-10）³，所以密度為

952

NA(a×10-10)3

，
故答案為：

952

NA(a×10-10)3

．

點評：本題考查較為全面，涉及到價電子排布式、分子空間構型、雜化類型的判斷以及有關晶體的計算，但解題具有較強的方法性和規(guī)律性，學習中注意總結如何書寫電子排布式，如何判斷分子空間構型以及有關晶體計算等方法．