Question

6．氧化鋅（ZnO）、氮化鎵（GaN）及新型多相催化劑組成的納米材料能利用可見光分解水，生成氫氣和氧氣．
（1）Zn²⁺基態(tài)核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰ ．
（2）與水分子互為等電子體的一種陰離子是NH₂^-（填化學(xué)式）．
（3）氮化鎵（GaN）的晶體結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中氮原子的雜化軌道類型是sp³；N、Ga原子之間存在配位鍵，該配位鍵中提供電子對(duì)的原子是N．
（4）ZnO是兩性氧化物，能跟強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成[Zn（OH）₄]^2-． 不考慮空間構(gòu)型，[Zn（OH）₄]^2-的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為．
（5）某種ZnO晶體的晶胞如圖2所示，與O^2-距離最近的Zn²⁺有8個(gè)．

Answer 1

分析 （1）Zn是30號(hào)元素，其原子核外有30個(gè)電子，失去兩個(gè)電子生成鋅離子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其核外電子排布式；
（2）原子個(gè)數(shù)相等、價(jià)層電子數(shù)相等的微�；�為等電子體；
（3）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷N原子雜化方式，含有孤電子對(duì)的原子和含有空軌道的原子之間易形成配位鍵；
（4）Zn原子和OH中O原子之間形成配位鍵；
（5）該晶胞中與O^2-距離最近的Zn²⁺有8個(gè)．

解答 解：（1）Zn是30號(hào)元素，其原子核外有30個(gè)電子，失去最外層兩個(gè)電子生成鋅離子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰ ，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰ ；
（2）與水分子互為等電子體的陰離子有NH₂^-，故答案為：NH₂^-；
（3）根據(jù)圖知，每個(gè)N原子連接4個(gè)Ga原子，所以N原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4，則N原子采用sp³雜化，N原子含有孤電子對(duì)、Ga原子含有空軌道，所以N原子提供孤電子對(duì)，
故答案為：sp³；N；
（4）Zn原子和OH中O原子之間形成配位鍵，其表示為，故答案為：；
（5）根據(jù)圖知，每個(gè)晶胞中含有一個(gè)鋅離子，每個(gè)氧離子被8個(gè)晶胞占有，所以與O^2-距離最近的Zn²⁺有8個(gè)，故答案為：8．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及晶胞計(jì)算、配位鍵、原子核外電子排布等知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)考查學(xué)生空間想象能力及計(jì)算能力，知道配位鍵的表示方法，難點(diǎn)是配位數(shù)的計(jì)算，題目難度中等．