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^-（填化學式）．
（3）氮化鎵（GaN）的晶體結構如圖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的原子是N．
（4）ZnO是兩性氧化物，能跟強堿溶液反應生成[Zn（OH）₄]^2-． 不考慮空間構型，[Zn（OH）₄]^2-的結構可用示意圖表示為．
（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．

Answer 1

分析 （1）Zn是30號元素，其原子核外有30個電子，失去兩個電子生成鋅離子，根據構造原理書寫其核外電子排布式；
（2）原子個數相等、價層電子數相等的微粒互為等電子體；
（3）根據價層電子對互斥理論判斷N原子雜化方式，含有孤電子對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．

解答 解：（1）Zn是30號元素，其原子核外有30個電子，失去最外層兩個電子生成鋅離子，根據構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）根據圖知，每個N原子連接4個Ga原子，所以N原子價層電子對個數是4，則N原子采用sp³雜化，N原子含有孤電子對、Ga原子含有空軌道，所以N原子提供孤電子對，
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）根據圖知，每個晶胞中含有一個鋅離子，每個氧離子被8個晶胞占有，所以與O^2-距離最近的Zn²⁺有8個，故答案為：8．

點評 本題考查物質結構和性質，涉及晶胞計算、配位鍵、原子核外電子排布等知識點，同時考查學生空間想象能力及計算能力，知道配位鍵的表示方法，難點是配位數的計算，題目難度中等．