Question

锌是人体必需的微量元素，[Zn(NH₃)₄]CO₃在生物活性等方面发挥重要的作用。

(1)Zn²⁺基态核外电子排布式为____________。

(2)[Zn(NH₃)₄]CO₃中C、H、O、N四种元素的第一电离能由大到小的顺序为____________；的空间构型为____________(用文字描述)；1mol[Zn(NH₃)₄]CO₃中内界所含有的σ键数目为____________。

(3)某含锌配合物可用于模拟碳酸酐酶的催化活性，该配合物中含有DMF分子。DMF分子的结构如图l所示。DMF分子中碳原子轨道的杂化类型是____________。

(4)闪锌矿可看作由Zn²⁺和S^2-各自形成的面心立方结构相互穿插而成。其晶胞结构示意图如图2所示，则其中S^2-的配位数是____________个。

Answer

[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10 N＞O＞H＞C 平面正三角形 16NA或16×6.02×1023 sp2、sp3 4

【解析】

(1)Zn是30号元素，其原子核外有30个电子，失去两个电子生成锌离子，Zn2+基态核外有28个电子，根据构造原理书写其核外电子排布式；

(2)价层电子对数=σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数，根据价层电子对数判断微粒构型；根据元素周期表第一电离能的递变规律比较第一电离能大小；配位键和共价单键都为σ键；

(3)C=O为平面结构，甲基为四面体结构，由此分析解答；

(4)根据图示观察判断S2-的配位数。

(1)Zn是30号元素,其原子核外有30个电子,失去最外层两个电子生成锌离子,根据构造原理书写其核外电子排布式为[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10 ；

(2)同周期元素从左到右元素的第一电离能呈逐渐增大趋势，N原子最外层核外电子排布处于半充满状态，结构稳定，其第一电离能比相邻元素都要大，则有第一电离能N＞O＞C，又因为H原子比碳原子的核外电子距离原子核近，受到原子核的引力大，电离需要消耗的能量更多，所以H的第一电离能比C的大，故有：N＞O＞H＞C；中心原子的价层电子对数=3+× (4+2−3×2)=3，C原子的杂化方式为sp2，没有孤电子对，分子的立体构型为平面正三角形； [Zn(NH3)4]CO3中内界为[Zn(NH3)4]2+，每个NH3含有3个σ键，Zn2+与N原子形成4个配位键，则一个[Zn(NH3)4]2+中σ键数目为3×4+4=16个，则1mol[Zn(NH3)4]CO3中内界所含有的σ键数目为16NA或16×6.02×1023；

(3)DMF分子中有碳氧双键和甲基，C均无孤对电子，C=O为平面结构，则羰基上C为sp2杂化，甲基为四面体结构，甲基上C为sp3杂化；

(4)根据晶胞结构示意图如图2所示，则其中S2-的配位数是4个。