题目
题型:不详难度:来源:
⑴ 上图中T1、T2和T3的化学式分别为AX4、A4X10和A10X20,推出超四面体T4的化学式。
⑵ 分别指出超四面体T3、T4中各有几种环境不同的X原子,每种X原子各连接几个A原子?在上述两种超四面体中每种X原子的数目各是多少?
⑶ 若分别以T1、T2、T3、T4为结构单元共顶点相连(顶点X原子只连接两个A原子),形成无限三维结构,分别写出所得三维骨架的化学式。
⑷ 欲使上述T3超四面体连接所得三维骨架的化学式所带电荷分别为+4、0和-4,A选Zn2+、In3+或Ge4+,X取S2-,给出带三种不同电荷的骨架的化学式(各给出一种,结构单元中的离子数成简单整数比)。
答案
⑵T3超四面体中,有3种不同环境的X原子。
其中4个X原子在顶点上,所连接A原子数为1;
12个X原子在超四面体的边上,所连接A原子数为2;
4个原子在超四面体的面上,所连接A原子数为3。
T4超四面体中有5种不同环境的X原子。
其中4个X原子在顶点上,所连接A原子数为1;
12个X原子在超四面体的边上但不在边的中心,所连接A原子数为2;
6个X原子在超四面体的边的中心,所连接A原子数为2;
12个原子在超四面体的面上,所连接A原子数为3;
1个在超四面体的中心,所连接A原子数为4。
⑶化学式分别为 AX2, A4X8, A10X18, A20X33。
答分别为 AX2, AX2, A5X9, A20X33也可。
⑷A10X184+只能是Ge10S184+;
A10X18可以是Zn2Ge8S18,In2ZnGe7S18,In4Ge6S18;
A10X184-可以是
Zn4Ge6S184-, In8Ge2S184-, In6ZnGe3S184-, In4Zn2Ge4S184-, In2Zn3Ge5S184-;
解析
⑵T3中,所有X原子都位于超四面体的面上,每个面如下图所示(顶点、交点位置为X原子):
根据该图形的对称性可知:顶点X边接一个A,棱边X连接2个A,面心X连接3个A,共有3种环境不同的X。
T4中,面上X的位置如下图所示:
共有4种不同环境的X,分别连接1个,2个,2个,3个A原子,另外在该超四面体的内部还有一种环境的X,分别连接4个A。
⑶在如题所描述的结构中,顶点X原子被两个结构单元所共有,因此只有一半属于原四面体,其它位置的X原子,以及A原子仍属于该结构单元。所以
以T1为结构单元的结构中,化学式为:AX4/2,即AX2;
以T2为结构单元的结构中,化学式为:A4X6+4/2,即A4X8;
以T3为结构单元的结构中,化学式为:A10X16+4/2,即A10X18;
以T4为结构单元的结构中,化学式为:A20X31+4/2,即A20X33。
⑷根据结构组成,设“T3”的化学组成为:ZnxLnyGezSm
用尝试法,计算该组成所带的电荷数,可得一系列满足题意的答案。
核心考点
试题【AX4四面体 (A为中心原子,如硅、锗;X为配位原子,如氧、硫) 在无机化合物中很常见。四面体T1按下图所示方式相连可形成一系列“超四面体”(T2、T3···)】;主要考察你对认识晶体等知识点的理解。[详细]
举一反三
⑴ 写出该氢化物中氢的存在形式,并简述理由。
⑵ 将上述氢化物与金属镍在一定条件下用球磨机研磨,可制得化学式为Mg2NiH4的化合物。X-射线衍射分析表明,该化合物的立方晶胞的面心和顶点均被镍原子占据,所有镁原子的配位数都相等。推断镁原子在Mg2NiH4晶胞中的位置(写出推理过程)。
⑶ 实验测定,上述Mg2NiH4晶体的晶胞参数为646.5 pm,计算该晶体中镁和镍的核间距。已知镁和镍的原子半径分别为159.9 pm和124.6 pm。
⑷ 若以材料中氢的密度与液态氢密度之比定义储氢材料的储氢能力,计算Mg2NiH4的储氢能力(假定氢可全部放出;液氢的密度为0.0708 g·cm-3)。
A.原子晶体中的相邻原子都以共价键相结合 |
B.金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高 |
C.干冰升华时,分子内共价键会发生断裂 |
D.BaO2(过氧化钡)固体中的阴离子和阳离子个数比为2∶l |
A.干冰 | B.氯化钠 | C.金刚石 | D.汞 |
A.图(1)和图(3) | B.图(2)和图(3) | C.图(1)和图(4) | D.只有图(4) |
沸点变化,每个小黑点代表一种氢化物,其中a点代表的是
A.NH3 | B.H2S | C.SiH4 | D.HF |
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