Question

氧化锌（ZnO）、氮化镓（GaN）等组成的新型多相催化剂能利用可见光将水分解成氢气和氧气。

（1）氧原子最外层上电子云形状有_________种，原子中所有电子共占有__________个原子轨道。

（2）氧、氮两种元素中，电负性较大的是__________，试从原子结构角度解释其原因：_________________。在“冰融化成水”的过程中，被破坏的微粒间的作用主要是____________。

（3）基态Zn²⁺核外电子排布式为____________________，ZnO有三种晶体结构，某种ZnO晶体的晶胞如图1所示，熔点1975℃（分解），沸点2360℃，则此种ZnO固体属于_______晶体，晶胞中与O^2-距离最近的Zn²⁺有_________个，ZnO是两性氧化物，能跟强碱溶液反应生成[Zn(OH）₄]^2-，不考虑空间构型，[Zn(OH）₄]^2-的结构可用示意图表示为___________。

（4）氮化镓的晶体结构如图2所示，其中氮原子的杂化轨道类型是___________；N、Ga原子之间存在配位键，该配位键中提供电子对的原子是____________。

Answer

（1）2（1分）；5（1分）；

（2）氧（1分）；氧原子和氮原子都有两个电子层，氧原子核电荷数较大，半径较小，吸引电子能力较强，故电负性较大（2分）；氢键（1分）；

（3）ls22s22p63s23p63dl0或[Ar]3dl0（2分）；离子（1分）；8（1分）；

(2分）

（4）sp3（2分）；N（1分）。

【解析】

试题分析：（1）O元素是8号元素，氧原子电子排布式为ls22s22p4，最外层上有s、p两种电子云，电子占有5个轨道；（2）氧原子和氮原子都有两个电子层，氧原子核电荷数比N原子大，原子半径比N原子小，吸引电子能力比N强，故氧元素电负性较大。“冰融化成水”是物理变化没有化学键的断裂，被破坏的微粒间的作用包括氢键和范德华力，氢键比范德华力要强烈一些。 （3）Zn是30号元素，其核外电子排布是1s22s22p63s23p63d104s2，锌原子失去最外层的2个电子变为Zn2+，则Zn2+核外电子排布式是ls22s22p63s23p63dl0或[Ar]3dl0。ZnO晶体熔沸点较高，应为离子化合物；ZnO的晶胞为体心立方结构，Zn2+周围最近的O2-原子位于晶胞的顶点，所以O2-的配位数为8；Zn（OH）42-可以理解为1个Zn2+与4个OH-通过配位键形成，O原子提供孤对电子，配位键由OH-指向Zn2+，可表示为； （4）由晶胞图可知，根据图知，每个N原子连接4个Ga原子，所以N原子价层电子对个数是4，则N原子采用sp3杂化，N原子含有孤电子对、Ga原子含有空轨道，所以N原子提供孤电子对；

考点：考查原子核外电子排布、原子的杂化、晶胞类型的判断、元素电负性的比较等知识。