Question

【題目】銅及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)及生活中用途非常廣泛。回答下列問題：

（1）基態(tài)銅原子價(jià)電子排布式為____________；第二電離能I(Cu)________I (Zn)（填“＞”或“＜”）。

（2）四氟硼酸四(乙腈)合銅(Ⅰ)配合物是有機(jī)合成中常見催化劑，其化學(xué)式為[Cu (CH3CN) 4]BF4。

①該配合物中陰離子的空間構(gòu)型為_____________，與其互為等電子體的分子或離子是______________（各舉1例）。

②配體分子中與Cu(I) 形成配位鍵的原子為____________；配體CH3CN 中的碳原子雜化方式是______。

（3）已知Cu2O 熔點(diǎn)為1235 ℃，K2O 熔點(diǎn)為770℃，Cu2O 屬于____晶體，前者熔點(diǎn)較高，其原因是_______________________________________。

（4）Cu3N 的晶胞（立方）結(jié)構(gòu)如下圖所示：

①距離最近的兩個(gè)Cu+間的距離為________nm；

②Cu3N 晶體的密度為_____________ g·cm-3（列出計(jì)算式，不必計(jì)算出結(jié)果）。

Answer 1

【答案】 3d104s1 ＞ 正四面體 CCl4 、PO43- 、SO42- 、ClO4- N sp、sp3 離子 Cu+離子半徑比K+小，晶格能大 或

【解析】分析：本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。(1) 基態(tài)銅原子核外有29個(gè)電子，根據(jù)洪特規(guī)則分析電子排布式；根據(jù)穩(wěn)定性判斷第一電離能I(Cu)>I (Zn)。(2) ①根據(jù)中心原子成鍵電子對(duì)數(shù)判斷空間構(gòu)型；與其具有相同原子個(gè)數(shù)和價(jià)電子數(shù)為等電子體。②N原子有孤電子對(duì)，則與Cu(I)形成配位鍵的原子為N；配體CH3CN中“CN”中碳原子和氮原子形成碳氮三鍵，則碳原子雜化方式是sp雜化，“—CH3”中碳原子形成4個(gè)單鍵，則碳原子雜化方式是sp3雜化。(3)因Cu+離子半徑比K+小，形成的離子鍵較強(qiáng)，故離子鍵較強(qiáng)的Cu2O的熔點(diǎn)高。(4)①根據(jù)Cu3N的晶胞結(jié)構(gòu)分析；②根據(jù)=計(jì)算晶胞的密度。

詳解：(1) 基態(tài)銅原子核外有29個(gè)電子，根據(jù)洪特規(guī)則可知，當(dāng)3d軌道排布10個(gè)電子為全充滿結(jié)構(gòu)時(shí)，原子能量最低，所以基態(tài)銅原子價(jià)電子排布式為3d104s1；鋅原子最外層為4s2全充滿結(jié)構(gòu)，比銅最外層4s1穩(wěn)定，所以第一電離能I(Cu)>I (Zn)。

(2) ①該配合物中陰離子為BF4-，中心B原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，孤對(duì)電子數(shù)為0，則其空間構(gòu)型為正四面體；與其具有相同原子個(gè)數(shù)和價(jià)電子數(shù)的等電子體的分子或離子有CCl4 、PO43- 、SO42- 、ClO4- 等。

②配體分子中C、H原子均沒有孤電子對(duì)，N原子有孤電子對(duì)，則與Cu(I)形成配位鍵的原子為N；配體CH3CN中“CN”中碳原子和氮原子形成碳氮三鍵，則碳原子雜化方式是sp雜化，“—CH3”中碳原子形成4個(gè)單鍵，則碳原子雜化方式是sp3雜化。

(3)Cu2O和K2O均屬于離子晶體，因Cu+離子半徑比K+小，晶格能大，形成的離子鍵較強(qiáng)，故離子鍵較強(qiáng)的Cu2O的熔點(diǎn)高。

(4)①根據(jù)Cu3N的晶胞結(jié)構(gòu)可知，處于面對(duì)角線上的兩個(gè)Cu+間距離最近，則距離最近的兩個(gè)Cu+間的距離為×0.381nm

②由示意圖可知，晶胞中有一個(gè)“Cu3N”，一個(gè)晶胞質(zhì)量為：g，一個(gè)晶胞體積為

（0.381×10-7）3cm3，晶體密度為 或g·cm-3。