Question

【題目】鋅的配合物[Zn(NH3)4]2+、ZSM、[Zn(N2H4)2(N3)2] n等用途非常廣泛。

(1)Zn2+基態核外電子排布式為________________________。

(2)Zn2+能與NH3形成配離子[Zn(NH3)4]2+。配體NH3分子屬于________(填“極性分子”或“非極性分子”)；在[Zn(NH3)4]2＋中，Zn2＋位于正四面體中心，N位于正四面體的頂點，試在圖中表示出[Zn(NH3)4]2+中Zn2+與N之間的化學鍵___________。

(3)ZSM是2－甲基咪唑和水楊酸與鋅形成的配合物，2－甲基咪唑可通過下列反應制備：

①與CN-互為等電子體的分子是____________(填化學式，寫兩種)。

②2－甲基咪唑中碳原子雜化軌道類型為________；1 mol 2－甲基咪唑分子中含σ鍵和π鍵之比為________。

③乙二胺易溶于水的主要原因是_________________。

Answer 1

【答案】[Ar]3d10(或1s22s22p63s23p63d10) 極性分子 或 N2、CO sp2和sp3 6∶1 乙二胺分子與水分子能形成分子間氫鍵

【解析】

(1)Zn原子失去最外層2個電子變為Zn2+，根據構造原理書寫基態核外電子排布式；

(2)根據共價電子對的偏向判斷NH3分子的極性；Zn2+具有空軌道，NH3的氮原子上有孤對電子；

(3)①根據等電子體含義結合CN-含有的電子數目分析；

②飽和碳原子采用sp3雜化，含有碳碳雙鍵的碳原子采用sp2雜化，根據共價單鍵都是σ鍵，共價雙鍵中一個是σ鍵，一個是π鍵分析；

③乙二胺與水分子之間形成氫鍵，增加了分子之間的作用。

(1)Zn是30號元素，原子核外有30個電子，Zn原子失去最外層2個電子變為Zn2+，根據構造原理，可知基態Zn2+核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)；

(2)NH3中的N-H鍵是極性共價鍵，由于吸引電子的能力N>H，使共用電子對偏向N原子一方，N原子帶部分負電荷，H原子帶部分正電荷，分子中正、負電荷重心不重合，因此NH3是極性分子；[Zn(NH3)4]2＋是正四面體結構，Zn2+位于正四面體中心，N位于正四面體的頂點，由于Zn2+有空軌道，而NH3的N原子上有孤電子對，所以[Zn(NH3)4]2+中Zn2+與N之間以配位鍵結合，可表示為：或 ；

(3)①等電子體含有的原子數相等，最外層電子數也相等，則與CN-互為等電子體的分子是CO、N2；

②2－甲基咪唑結構簡式是，分子中含有兩種碳原子，一種是結合4個其它原子或原子團的飽和碳原子，采用sp3雜化；另一種是C原子與C原子或C原子與N原子形成雙鍵，這種碳原子沒有達到結合其它原子的最大數目，是不飽和碳原子，采用sp2雜化；2－甲基咪唑分子式是C4H6N2，其中含有的單鍵都是σ鍵，共價雙鍵中一個是σ鍵，一個是π鍵，則1個2－甲基咪唑中含有12個σ鍵，含有2個π鍵，則1 mol的2－甲基咪唑分子中含σ鍵和π鍵之比12：2=6：1；

③乙二胺與水之間易形成氫鍵，增加了分子之間的吸引力，使得乙二胺易溶于水中。