Question

【题目】锌的化合物在工农业生产中有广泛的应用。请回答下列问题：

（1）基态锌原子中，核外电子占据的最高能级的符号是_________。锌的熔点比铝的熔点低，原因是______________。

（2）锌冶炼过程中会产生污染性气体二氧化硫，已知液态二氧化硫可以发生类似于水的自身电离2SO2(l)SO2++，S和O两种元素中电负性较强的是_______，与SO2+互为等电子体的单质分子为_______（填化学式），SO2+中的σ键和π键数目比为______________。

（3） [Zn(CN)4]2在水溶液中与HCHO发生如下反应：4HCHO+[Zn(CN)4]2+4H++4H2O[Zn(H2O)4]2++4HOCH2CN，HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是_________，HCHO的立体构型为_______________，[Zn(CN)4]2中Zn2+与CN中的C原子形成配位键，不考虑空间构型，[Zn(CN)4]2的结构可用示意图表示为__________________。

（4）硒化锌是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图所示，该晶胞中硒原子的配位数为_________。若该晶胞密度为ρ g·cm3，硒化锌的摩尔质量为M g/mol，NA代表阿伏加德罗常数，则晶胞参数a为__________cm。

Answer 1

【答案】4s 铝原子半径比锌原子半径小，价电子比锌原子多，金属键较强 O N2 1∶2 sp3、sp 平面三角形 4

【解析】

（1）基态锌原子中最高能级为4s，电子在吸收能量时会发生跃迁，变成激发态。锌的熔点比铝的熔点低，可从金属键的强弱判断。

（2）SO2+含有2个原子和10个价电子，因此与其互为等电子体的单质分子为氮气，因此SO2+的结构与氮气相似，σ键和π键数目比为1∶2。

（3）HOCH2CN的结构简式为，其中与羟基（—OH）相连的一个碳为饱和碳原子，价层电子对=4+0=4，杂化轨道类型为sp3，另外一碳原子与氮原子形成碳氮三键，三键含有1个σ键和2个π键，所以碳原子杂化轨道类型为sp；HCHO中碳原子杂化方式为sp2，立体构型是平面三角形。[Zn(CN)4]2中锌离子提供空轨道，C原子提供电子对形成配位键，结构示意图表示为：。

（4）该晶胞中含有硒原子数为8×+6×=4，含有锌原子数为4，可得其化学式ZnSe。根据硒化锌晶胞结构图可知，每个锌原子周围有4个硒原子，而硒化锌的化学式为ZnSe，锌原子与硒原子个数相同，因此每个硒原子周围也有4个锌原子，所以硒原子的配位数为4。根据ρ==，所以V==a3，则a= cm。