配位化合物 X 由配体 L ^2- ( 如图 ) 和具有正四面体结构的 [Zn ₄ O] ⁶⁺ 构成。

(1) 基态 Zn ²⁺ 的电子排布式为 。

(2)L ^2- 所含元素中，电负性最大的原子处于基态时电子占据最高能级的电子云轮廓图为 形；每个 L ^2- 中采取 sp ² 杂化的 C 原子数目为 个， C 与 O 之间形成 σ 键的数目为 个。

(3)X 晶体内部空腔可吸附小分子，要增强 X 与 H ₂ O 的吸附作用，可在 L ^2- 上引入 。 ( 假设 X 晶胞形状不变 ) 。

A ．－ Cl B ．－ OH C ．－ NH ₂ D ．－ CH ₃

(4)X 晶体具有面心立方结构，其晶胞由 8 个结构相似的组成单元 ( 如图 ) 构成。

① 晶胞中与同一配体相连的两个 [Zn ₄ O] ⁶⁺ 的不同之处在于 。

②X 晶体中 Zn ²⁺ 的配位数为 。

③ 已知 ZnO 键长为 dnm ，理论上图中 A 、 B 两个 Zn ²⁺ 之间的最短距离的计算式为 nm 。

④ 已知晶胞参数为 2anm ，阿伏加德罗常数的值为 N _A ， L ^2- 与 [Zn ₄ O] ⁶⁺ 的相对分子质量分别为 M ₁ 和 M ₂ ，则 X 的晶体密度为 g•cm ^-3 ( 列出化简的计算式 ) 。

答案

(1)3d ¹⁰

(2) 哑铃形 8     8

(3)BC

(4) 与 Zn ²⁺ 相连的双键氧原子不在对称轴的同侧 4 a—2d

【详解】（ 1 ）锌元素的原子序数为 30 ，基态锌离子的价电子排布式为 3d ¹⁰ ，故答案为： 3d ¹⁰ ；

（ 2 ）配体 L ^2- 所含元素中氧元素的电负性最大，氧原子处于基态时，电子云轮廓图为哑铃形的 2p 能级的电子占据最高能级；由结构简式可知，配体中苯环碳原子和双键碳原子杂化方式为 sp ² 杂化，共有 8 个；配体中碳原子与氧原子之间的单键为 σ 键、双键中含有 1 个 σ 键，共有 8 个，故答案为：哑铃形； 8 ； 8 ；

（ 3 ）若在 L ^2- 上引入能与水分子形成氢键的羟基和氨基，有利于增强 X 与水分子的吸附作用，若在 L ^2- 上引入不能与水分子形成氢键的氯原子、甲基，不能增强 X 与水分子的吸附作用，故选 BC ；

（ 4 ） ① 由 X 晶胞的组成单元的对角面可知，晶胞中与同一配体相连的两个 [Zn ₄ O] ⁶⁺ 的不同之处在于与 Zn ²⁺ 相连的双键氧原子不在对称轴的同侧，故答案为：与 Zn ²⁺ 相连的双键氧原子不在对称轴的同侧；

②1 个 [Zn ₄ O] ⁶⁺ 上、下、左、右、前、后共有 6 个 L ^2- ，每个 L ^2- 与 [Zn ₄ O] ⁶⁺ 形成 2 个 Zn←O 配位键， 1 个 [Zn ₄ O] ⁶⁺ 含有 4 个 Zn←O 配位键， 1 个 [Zn ₄ O] ⁶⁺ 中 Zn2+ 形成的配位键数目为 6×2+4=16 ， 1 个 Zn ²⁺ 的配位数为 4 ；

③ 由 X 晶胞的组成单元结构可知， [Zn ₄ O] ⁶⁺ 中两个处于体对角线的氧离子距离、边长和面对角线构成直角三角形，氧离子距离为单元结构的体对角线，设 A 、 B 两个锌离子之间的最短距离为 xnm ，由体对角线的长度可得： x+2d= ，解得 x= a—2d ，故答案为： a—2d ；

④ 由 X 晶胞的组成单元结构可知，单元结构中位于顶点的 [Zn ₄ O] ⁶⁺ 的个数为 8× =1 ，位于棱上的 L ^2- 的个数为 12× =3 ，设晶体的密度为 dg/cm ³ ，由 X 晶体具有面心立方结构，其晶胞由 8 个结构相似的组成单元构成可得： =(2a×10 ^—7 ) ³ d ，解得 d= ，故答案为： 。