Question

【題目】鋰--磷酸氧銅電池正極的的活性物質(zhì)是Cu4O(PO4)2，可通過下列反應(yīng)制備：2Na3PO4+CuSO4+2NH3·H2O= Cu4O(PO4)2↓+3Na2SO4+(NH4)2SO4+H2O。

（1）寫出基態(tài)Cu2+的電子排布式：_______________。

（2）PO43-的空間構(gòu)型是___________________。

（3）P、S元素第一電離能大小關(guān)系為_____________________。

（4）氨基乙酸銅分子結(jié)構(gòu)如圖，碳原子的雜化方式為_____________，基態(tài)碳原子核外電子有__________個(gè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

（5）銅晶體密堆積方式如圖所示，銅原子的配位數(shù)為___________，銅的原子半徑為127.8pm，NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，列出晶體銅的密度計(jì)算式_________g·cm-3。

Answer 1

【答案】 3d9 正四面體 P>S sp3 sp2 6 12

【解析】（1）銅的原子序數(shù)是29，則基態(tài)Cu2+的電子排布式為3d9。（2）PO43-中P原子的價(jià)層電子對=4+（5+3-4×2）/2=4，且不含孤電子對，所以其空間構(gòu)型正四面體。（3）P的3p軌道電子處于半充滿狀態(tài)，穩(wěn)定性強(qiáng)，能量較低，則P、S元素第一電離能大小關(guān)系為P>S；（4）氨基乙酸銅的分子中一種碳有碳氧雙鍵，C原子含有3個(gè)σ鍵，碳的雜化方式為sp2雜化，另一種碳周圍都是單鍵，C原子含有4個(gè)σ鍵，碳的雜化方式為sp3雜化；C原子具有6個(gè)核外電子，處于不同能層、能級(jí)上的電子具有的能量不同，同一能級(jí)上的電子自旋方向相反，故有6種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。（5）根據(jù)圖可知，Cu的晶胞為面心立方最密堆積，以頂點(diǎn)Cu原子研究，與之最近的Cu原子位于面心上，每個(gè)頂點(diǎn)Cu原子為12個(gè)面共用，所以Cu的配位數(shù)為12；銅晶體為面心立方最密堆積，則每個(gè)晶胞中含有銅的原子：8×1/8+6×1/2=4，Cu原子半徑為r=127.8pm=1.278×10-8cm，設(shè)晶胞的邊長為d，則有，所以d= ，所以晶體銅的密度為： 。