Question

[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

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

（2）1 mol HCHO分子中含有σ键的数目为____________mol。

（3）HOCH₂CN分子中碳原子轨道的杂化类型是______________。

（4）与H₂O分子互为等电子体的阴离子为________________。

（5）[Zn(CN)₄]^2–中Zn²⁺与CN^–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_____________。

Answer

1s22s22p62s23p63d10（或[Ar] 3d10） 3 sp3和sp NH2－

【解析】

（1）Zn是30号元素，Zn2+核外有28个电子，根据原子核外电子排布规律可知基态Zn2+核外电子排布式为1s22s22p62s23p63d10；

（2）甲醛的结构式是，由于单键都是σ键，双键中有一个σ键和一个π键，因此在一个甲醛分子中含有3个σ键和1个π键，所以在1 mol HCHO分子中含有σ键的数目为3 mol；

（3）根据HOCH2CN的结构简式可知在HOCH2CN分子中，连有羟基－OH的碳原子形成4个单键，因此杂化类型是sp3杂化，—CN中的碳原子与N原子形成三键，则其杂化轨道类型是sp杂化；

（4）原子数和价电子数分别都相等的是等电子体，H2O含有10个电子，则与H2O分子互为等电子体的阴离子为NH2－；

（5）在[Zn(CN)4]2–中Zn2+与CN-的C原子形成配位键，C原子提供一对孤对电子，Zn2+的空轨道接受电子对，因此若不考虑空间构型，[Zn(CN)4]2–的结构可用示意图表示为。

【点晴】

物质结构与性质常考知识点有：（1）电子排布式、轨道表示式、成对未成对电子、全满半满；（2）分子立体构型；（3）氢键；（4）晶体类型、特点、性质；（5）分子的极性；（6）性质比较：熔沸点、稳定性、溶解性、电负性、电离能；（7）杂化；（8）晶胞；（9）配位键、配合物；（10）等电子体；（11）σ键和π键。出题者都想尽量在一道题中包罗万象，考查面广一点，所以复习时不能留下任何知识点的死角。核心知识点是必考的，一定要牢固掌握基础知识；细心审题，准确运用化学用语回答问题是关键。其中杂化类型的判断和晶胞的分析和计算是难点，杂化类型的判断可以根据分子结构式进行推断，杂化轨道数=中心原子孤电子对数(未参与成键)+中心原子形成的σ键个数，方法二为根据分子的空间构型推断杂化方式，①只要分子构型为直线形的，中心原子均为sp杂化，同理，只要中心原子是sp杂化的，分子构型均为直线形。②只要分子构型为平面三角形的，中心原子均为sp2杂化。③只要分子中的原子不在同一平面内的，中心原子均是sp3杂化。④V形分子的判断需要借助孤电子对数，孤电子对数是1的中心原子是sp2杂化，孤电子对数是2的中心原子是sp3杂化。该题的另一个难点是配位键的表示，注意掌握配位键的含义，理解配体、中心原子等。