Question

【题目】锆(Zr)是40号元素，位于第五周期ⅣB族，锆可溶于氢氟酸和王水，锆及其化合物在陶瓷、耐火材料等多个领域有着重要用途。请回答下列相关问题。

（1）基态锆原子的价电子排布图(轨道表示式)是___。

（2）ZrSiO4和ZrSiO3是锆的两种硅酸盐，二者含有的阳离子Zr4+和Zr2+中比较稳定的是____，原因是___。SiO32-的空间构型是____，SiO42-中的Si原子的杂化类型是____。

（3）[Zr(C2H5O)2]2+是Zr4+形成的一种配离子，其中的配位原子是___(填元素符号)，该离子中含有的化学键种类不包括___(填选项序号)。

A．极性键 B．非极性键 C．σ键 D．π键

（4）立方氧化锆是一种人工合成的氧化物，由于硬度极高且外观接近钻石常被用作钻石的替代品，其晶胞结构如图所示，立方氧化锆的化学式是___，锆原子的配位数是____。若晶胞中距离最近的两个氧原子间的距离为anm，则立方氧化锆的密度为__g/cm3。

Answer 1

【答案】 Zr4+ Zr4+的4d和5s能级均为全空，结构比较稳定 平面三角形 sp3 O D ZrO2 8

【解析】

（1）基态锆原子的价电子排布图(轨道表示式)是；

答案为：；

（2）Zr4+的4d和5s能级均为全空，结构比较稳定，因此Zr4+比Zr2+稳定；根据价层电子理论，SiO32-中心原子价电子对数=，为sp2杂化，共有4个原子构成，空间构型为平面三角形；SiO42-中的Si原子为中心原子，价电子对数=4，为sp3杂化。

答案为：Zr4+；Zr4+的4d和5s能级均为全空，结构比较稳定；平面三角形；sp3；

（3）配体C2H5O-中只有氧原子含有孤对电子，因此配位原子是O，该离子的结构是，其中不含有π键。

答案为：O；D

（4）根据均摊法可算出晶胞中X原子数目为4，Y原子数目为8，结合锆和氧的常见价态可知其化学式为ZrO2，X为锆原子，其配位数为8。晶胞中距离最近的两个氧原子间的距离为anm，则晶胞棱长为2anm，立方氧化锆的密度。

答案为：ZrO2；8；；