Question

高中物质结构化学部分

ABCDEF六种元素，A B C属于第四周期且单质均为固体，原子处于基态时A B原子核外电子均成对，且核电荷数A>B；C与A在周期表属于同一区的元素，如图是金属B和C所形成的某种合金的晶胞结构示意图；D E F均位于p区，D院子在几台式p轨道半充满且电负性是同族元素中最大的；E F的原子均有三个能层，E原子的第一至第四电离能（KJ/mol）分别为：578、1817、2745、11575；E与F能形成的原子数目比为1:3、熔点为190度的化合物Q
问题：1. C2+和A2+都能与NH3、H2O等形成配位数为4的配合物。[A(NH3)4]2+和[C(NH3)4]2+空间构型不同且都具有对称性，则[C(NH3)4]2+的空间构型为___。
2.实验测得气态无水Q在1.05x10^5Pa、t1度的密度为5.00g·L、气体摩尔体积为53.4L·mol，则此时Q的组成为__（写化学式）。
第一问我原先做过类似的题，但题中给出了[C(NH3)4]2+上的NH3被2个Cl-取代后的产物有两种，所以可以判断为平面正方形，但这个题中没有给这个条件，那怎么确定？
还有如何通过给的那四个电离能来判断元素？
D院子在几台式p轨道半充满且电负性是同族元素中最大的 改为 D原子在基态时p轨道半充满且电负性是同族元素中最大的
提前说明第二问答案为Al2Cl6，求推导过程！！

Answer 1

通过"[A(NH3)4]2+和[C(NH3)4]2+空间构型不同且都具有对称性"来确定。
中心原子连四个原子团的构型只有两种，四面体形和平面正方形。题中一定可以推断出[A(NH3)4]2+为正四面体形，故[C(NH3)4]2+必为平面正方形。
另一问题等一会我马上补充，你先看这个。

追问

A元素推导出为Zn，如何推导出[Zn(NH3)4]2+为正四面体型结构？

追答

这得从物质结构出发，看看这个配位键是怎么形成的。因为Zn的价电子为3d10 4s2 ，在形成配位键时，Zn元素提供空轨道，N元素提供孤对电子。因为 Zn2+ 的价电子排布为 3d10 ，没有空余的d轨道，所以其为sp3杂化，即 4s和4p 空轨道轨道接受孤对电子。故形成正四面体结构。

还有电离能那个，看哪两个数值之间相差的倍数最大（通常后者是前者的2-3倍以上）。相差的大就说明，该原子在失去上一个电子之后成为了8电子（或2电子）的稳定结构，不易再失去电子了，从而判断出其最外层电子数。

追问

谢谢，等你第二问解答

追答

首先，肯定能推出E、F元素分别为Al元素和Cl元素。

又因为“E与F能形成的原子数目比为1:3”，所以其化学式一定为 ExF3x

再因为“实验测得气态无水Q在1.05x10^5Pa、t1度的密度为5.00g·L、气体摩尔体积为53.4L·mol”

看单位发现g·L-1与L·mol-1相乘即可得出摩尔质量的单位g/mol（你单位打错了）
所以直接用5.00g·L-1 * 53.4L·mol-1” = 267g/mol

所以 27 * x + 35.5 * 3x = 267
解得x正好等于2。