Question

【題目】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(jiàn)光分解水，生成氫氣和氧氣。

（1）Zn2+基態(tài)核外電子排布式為

（2）與CNO－互為等電子體的分子、離子化學(xué)式分別為 、 (各寫一種)

（3）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 ，某種ZnO晶體的晶胞如圖1所示，O2－的配位數(shù)為

圖1 ZnO晶胞 圖2 GaN晶胞

（4）圖2是氮化鎵的晶胞模型。其中鎵原子的雜化方式為 雜化，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 。氮化鎵為立方晶胞，晶胞邊長(zhǎng)為a pm，若氮化鎵的密度為ρg·cm－3，則氮化鎵晶胞邊長(zhǎng)的表達(dá)式a＝ pm(設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。

Answer 1

【答案】（1）1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)；

（2）CO2(或N2O、CS2、BeCl2等，合理均可)，N；

（3）或，8；

（4）sp3雜化，N，×1010。

【解析】

試題分析：（1）鋅屬于第四周期第IIB族元素，核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d104s2，因此Zn2＋的基態(tài)核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)；（2）等電子體：原子總數(shù)相等，價(jià)電子總數(shù)相等的微�；シQ為等電子體，CNO－中含有3個(gè)原子，價(jià)電子總數(shù)為16，CO2(或N2O、CS2、BeCl2等，合理均可)， N；（3）鋅提供空軌道，OH－中的O提供孤電子對(duì)，形成配位鍵，結(jié)構(gòu)示意圖是： 或 ，離子晶體配位數(shù)，是周圍最近的異性離子的個(gè)數(shù)，即O2－最近的AN2＋有8個(gè)，（4）根據(jù)晶胞，鎵有4個(gè)共價(jià)鍵，因此鎵的雜化類型為sp3，形成配位鍵，金屬提供空軌道，非金屬提供孤電子對(duì)，因此提供電子對(duì)的原子是N；根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)，Ga的個(gè)數(shù)為8×1/8＋1=2，晶胞的質(zhì)量為2×84/NAg，設(shè)晶胞的邊長(zhǎng)為apm，晶胞的體積為(a×10－10)3，根據(jù)密度的定義，即a=×1010。