Question

【题目】锌的配合物[Zn(NH3)4]2+、ZSM、[Zn(N2H4)2(N3)2] n等用途非常广泛。

(1)Zn2+基态核外电子排布式为________________________。

(2)Zn2+能与NH3形成配离子[Zn(NH3)4]2+。配体NH3分子属于________(填“极性分子”或“非极性分子”)；在[Zn(NH3)4]2＋中，Zn2＋位于正四面体中心，N位于正四面体的顶点，试在图中表示出[Zn(NH3)4]2+中Zn2+与N之间的化学键___________。

(3)ZSM是2－甲基咪唑和水杨酸与锌形成的配合物，2－甲基咪唑可通过下列反应制备：

①与CN-互为等电子体的分子是____________(填化学式，写两种)。

②2－甲基咪唑中碳原子杂化轨道类型为________；1 mol 2－甲基咪唑分子中含σ键和π键之比为________。

③乙二胺易溶于水的主要原因是_________________。

Answer 1

【答案】[Ar]3d10(或1s22s22p63s23p63d10) 极性分子 或 N2、CO sp2和sp3 6∶1 乙二胺分子与水分子能形成分子间氢键

【解析】

(1)Zn原子失去最外层2个电子变为Zn2+，根据构造原理书写基态核外电子排布式；

(2)根据共价电子对的偏向判断NH3分子的极性；Zn2+具有空轨道，NH3的氮原子上有孤对电子；

(3)①根据等电子体含义结合CN-含有的电子数目分析；

②饱和碳原子采用sp3杂化，含有碳碳双键的碳原子采用sp2杂化，根据共价单键都是σ键，共价双键中一个是σ键，一个是π键分析；

③乙二胺与水分子之间形成氢键，增加了分子之间的作用。

(1)Zn是30号元素，原子核外有30个电子，Zn原子失去最外层2个电子变为Zn2+，根据构造原理，可知基态Zn2+核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)；

(2)NH3中的N-H键是极性共价键，由于吸引电子的能力N>H，使共用电子对偏向N原子一方，N原子带部分负电荷，H原子带部分正电荷，分子中正、负电荷重心不重合，因此NH3是极性分子；[Zn(NH3)4]2＋是正四面体结构，Zn2+位于正四面体中心，N位于正四面体的顶点，由于Zn2+有空轨道，而NH3的N原子上有孤电子对，所以[Zn(NH3)4]2+中Zn2+与N之间以配位键结合，可表示为：或 ；

(3)①等电子体含有的原子数相等，最外层电子数也相等，则与CN-互为等电子体的分子是CO、N2；

②2－甲基咪唑结构简式是，分子中含有两种碳原子，一种是结合4个其它原子或原子团的饱和碳原子，采用sp3杂化；另一种是C原子与C原子或C原子与N原子形成双键，这种碳原子没有达到结合其它原子的最大数目，是不饱和碳原子，采用sp2杂化；2－甲基咪唑分子式是C4H6N2，其中含有的单键都是σ键，共价双键中一个是σ键，一个是π键，则1个2－甲基咪唑中含有12个σ键，含有2个π键，则1 mol的2－甲基咪唑分子中含σ键和π键之比12：2=6：1；

③乙二胺与水之间易形成氢键，增加了分子之间的吸引力，使得乙二胺易溶于水中。