Question

【題目】CdSnAs2是一種高遷移率的新型熱電材料，回答下列問(wèn)題：

(1)Sn為ⅣA族元素，單質(zhì)Sn與干燥Cl2反應(yīng)生成SnCl4。常溫常壓下SnCl4為無(wú)色液體，SnCl4空間構(gòu)型為_____________，其固體的晶體類型為_____________。

(2)NH3、PH3、AsH3的沸點(diǎn)由高到低的順序?yàn)?/span>_____________(填化學(xué)式，下同)，還原性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?/span>____________，鍵角由大到小的順序?yàn)?/span>_____________。

(3)含有多個(gè)配位原子的配體與同一中心離子(或原子)通過(guò)螯合配位成環(huán)而形成的配合物為螯合物。一種Cd2+配合物的結(jié)構(gòu)如圖所示，1mol該配合物中通過(guò)螯合作用形成的配位鍵有_________mol，該螯合物中N的雜化方式有__________種。

(4)以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。四方晶系CdSnAs2的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞棱邊夾角均為90°，晶胞中部分原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)如下表所示。

坐標(biāo) 原子	x	y	z
Cd	0	0	0
Sn	0	0	0.5
As	0.25	0.25	0.125

一個(gè)晶胞中有_________個(gè)Sn，找出距離Cd(0，0，0)最近的Sn_________(用分?jǐn)?shù)坐標(biāo)表示)。CdSnAs2

晶體中與單個(gè)Sn鍵合的As有___________個(gè)。

Answer 1

【答案】正四面體形； 分子晶體 NH3、AsH3、PH3 AsH3、PH3、NH3 NH3、PH3、AsH3 6 1 4 (0.5，0，0.25)、(0.5，0.5，0) 4

【解析】

（1）利用價(jià)層電子對(duì)數(shù)確定SnCl4的分子構(gòu)型；由于常溫下SnCl4為液體，故SnCl4為分子晶體；

（2）結(jié)構(gòu)相似的分子，相對(duì)分子質(zhì)量越大物質(zhì)的熔沸點(diǎn)越高，另外分子間能形成氫鍵的物質(zhì)，熔沸點(diǎn)則較高，鍵角的大小取決于中心原子的雜化類型、孤電子對(duì)數(shù)、成鍵電子對(duì)與成鍵電子對(duì)之間的斥力大小；

（3）由該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知，螯合作用配位成環(huán)，故1個(gè)該配合物中通過(guò)螯合作用形成的配位鍵有6個(gè)，Cd—NO2那個(gè)不算；該螯合物中N原子的雜化方式為sp2雜化；

（4）結(jié)合部分原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，結(jié)合晶胞結(jié)構(gòu)圖，確定各原子在晶胞中位置，找出相應(yīng)原子。

（1）Sn為第ⅣA族元素，由于常溫下SnCl4為液體，故SnCl4為分子晶體；SnCl4分子中中心原子的孤電子對(duì)數(shù)==0，鍵電子對(duì)數(shù)為4，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，故SnCl4分子的空間構(gòu)型為正四面體形；

（2）NH3、PH3、AsH3的結(jié)構(gòu)相似，結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越強(qiáng)，物質(zhì)的沸點(diǎn)越高，但是NH3分子間能形成氫鍵，故這三種物質(zhì)的沸點(diǎn)NH3＞AsH3＞PH3；N、P、As這三種元素位于元素周期表中第ⅤA族，原子序數(shù)依次增大，同一主族從上到下，隨著核電荷數(shù)的增加，原子半徑逐漸增大，非金屬性逐漸減弱，氫化物的還原性逐漸增強(qiáng)，故這三種物質(zhì)的還原性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?/span>AsH3＞PH3＞NH3；NH3、PH3、AsH3中中心原子都是sp3雜化，都有1對(duì)孤電子對(duì)，中心原子的電負(fù)性越小，成鍵電子對(duì)之間的斥力越小，成鍵電子對(duì)之間的斥力越小，鍵角越小，所以這三種物質(zhì) 鍵角由大到小的順序?yàn)?/span>NH3＞PH3＞AsH3；

（3）由該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式和分析，根據(jù)題意“含有多個(gè)配位原子的配體與同一中心離子或原子通過(guò)螯合配位成環(huán)而形成的配合物為螯合物”，故該配合物中通過(guò)螯合作用形成的配位鍵有6mol，Cd—NO2那個(gè)不算；該螯合物中N原子的雜化方式都是sp2雜化，故該物質(zhì)中N的雜化方式有1種；

（4）由部分Cd原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0，0，0)，可知8個(gè)Cd在晶胞的頂點(diǎn)，4個(gè)Cd在晶胞的面心，1個(gè)在晶胞的體心；部分Sn原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為（0，0，0.5），4個(gè)Sn在晶胞的棱上，6個(gè)Sn在晶胞的面心；部分As原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為（0.25，0.25，0.125），8個(gè)As在晶胞的體心；所以1個(gè)晶胞中Sn的個(gè)數(shù)為 ；距離Cd(0，0，0)最近的Sn是(0.5，0，0.25)、(0.5，0.5，0)；由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，CdSnAs2晶體中與單個(gè)Sn結(jié)合的As有4個(gè)。