Question

【题目】祖母绿的主要成分为Be3Al2Si6Ol8，含有O、Si、Al、Be等元素。请回答下列问题：

(1)基态A1原子中，电子占据的最高能级的符号是_______________________，该能级具有的原子轨道数为_______。

(2)在1000℃时，氯化铍以BeCl2形式存在，其中Be原子的杂化方式为_________；在500600℃气相中，氯化铍则以二聚体Be2Cl4的形式存在，画出Be2Cl4的结构____________，1molBe2Cl4中含有____mol配位键。

(3)氢化铝锂(LiAlH4)是有机合成中一种重要的还原剂，LiAlH4的阴离子的空间构型为____________，该阴离子的等电子体为____________（写一种分子、一种离子）。一种无限长单链结构的多硅酸根的一部分如图所示，则该硅酸根的化学式为____________________。

(4)用氧化物的形式表示出祖母绿的组成：___________。如图是Be与O形成的氧化物的立方晶胞结构，已知氧化铍的密度为ρg/cm3，则晶胞边长为__________cm。(设NA为阿伏加德罗常数的值，用含ρ、NA的代数式表示)，O2-的配位数为_____________。

Answer 1

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

【解析】

(1)根据构造原理，书写出Al的核外电子排布式，就可确定电子占据的最高能级的符号及其具有的轨道数目。

(2)Be原子的价层电子对个数是2且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断Be原子杂化方式；二聚体Be2Cl4中每个Be的价层电子对个数是3且不含孤电子对，得出它的结构；每个Be2Cl4中每个Be原子含有1个配位键；

(3) LiAlH4的阴离子为AlH4-，先算出其价电子对数，确定是否有孤电子对，得到空间构型；等电子体是指原子总数相等，价电子总数相等的微粒，AlH4-的原子数为5，价电子数为8；根据图示的一个单链结构的多硅酸根，可得到化学式；

(4)根据硅酸盐用氧化物的形式表示时书写顺序：活泼金属氧化物、较不活泼金属氧化物、二氧化硅、水；用均摊方法计算晶胞中各种元素的原子个数，可得原子个数比和化学式，结合密度与物质质量关系确定晶胞参数，根据微粒相对位置确定O2-的配位数。

(1)Al是13号元素，根据构造原理，可知基态Al原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，能级最高的是3p能级，p能级有3个轨道，分别为px、py、pz轨道；

(2)在BeCl2分子中，Be的价层电子对个数是2且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断Be原子杂化方式为sp；二聚体Be2Cl4中每个Be的价层电子对个数是3且不含孤电子对，得出它的结构为：；每个Be2Cl4中每个Be原子含有1个配位键，则每个 Be2Cl4中含有2个配位键，所以1mol Be2Cl4中含有2mol配位键；

(3)LiAlH4的阴离子为AlH4-，算出其价电子对数=4+=4，无孤电子对，因此离子的空间构型为正四面体形；等电子体是指原子总数相等，价电子总数相等的微粒，AlH4-的原子数为5，价电子数为8，故与其互为等电子体的为CH4、NH4+；根据图示的一个结构单元中含有1个硅、2+2×=3个氧原子，则Si与O的原子数之比为1：3，化学式为SiO32-；

(4)祖母绿的主要成分为Be3Al2Si6O18，用氧化物的形式表示时书写顺序是：活泼金属氧化物、较不活泼金属氧化物、二氧化硅、水，所以Be3Al2Si6O18可以表示为：3BeOAl2O36SiO2；该晶胞中含有O2-个数=8=4、Be2+个数=4，晶胞质量m==g，氧化铍的密度为ρg/cm3，则晶胞体积V=，所以晶胞参数a=cm=，根据图示可知，O2-面心和顶点，由图看出距离最近的Be原子上下各2个，共四个，所以配位数为4。