Question

【題目】銅是重要的貴重金屬，其化合物在催化劑研究和光電材料等方面應(yīng)用廣泛。回答下列問(wèn)題：

（1）在銅的配合物中，H2O、NH3、CO等常用作配體。

①基態(tài)Cu2+的價(jià)電子軌道表示式為_________。

②H、C、N、O元素中，元素的第一電離能最高的為_____，元素電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?/span>________。

③水溶液中有H3O+、H5O2+、H9O4+等微粒的形式。H3O+中O的雜化軌道類型為_____，其H－O－H鍵角_______（填“＞”或“＜”）H2O中H－O－H的鍵角。H5O2+內(nèi)部存在氫鍵，H5O2+的結(jié)構(gòu)式可表示為__________。

④Cu2Cl2·2CO·2H2O是一種配合物，其結(jié)構(gòu)如圖所示：，其中每個(gè)Cu原子能與其他原子形成_________個(gè)配位鍵。

（2）CuCl結(jié)構(gòu)屬于立方晶系，其晶胞如圖所示：

①以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。則A原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為_________。

②晶胞中距離每個(gè)Cu+最近的Cl－的個(gè)數(shù)為_______，若晶胞的棱長(zhǎng)為a pm，晶體的密度為ρ g·cm－3，計(jì)算阿伏加德羅常數(shù)NA=________（列式表示）。

Answer 1

【答案】 N O＞N＞C＞H sp3 ＞ 或 3 4

【解析】

(1)①基態(tài)Cu原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1；

②同周期第ⅡA和第ⅤA的元素第一電離能大于相鄰族元素，同周期從左到右電負(fù)性增強(qiáng)；

③先確定VSEPR模型，然后在確定中心原子的雜化軌道類型；一般來(lái)說(shuō)，相互之間排斥力的大小為：孤電子對(duì)間的排斥力＞孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的排斥力＞成鍵電子對(duì)間的排斥力；氧原子可與氫原子形成氫鍵；

④形成配位鍵時(shí)，亞銅離子提供空軌道，氯原子提供共用電子對(duì)；

(2)①根據(jù)A原子在晶胞中的位置關(guān)系分析判斷；

②根據(jù)圖知，該晶胞中距離每個(gè)Cu+最近的Cl-的個(gè)數(shù)為4，根據(jù)晶胞密度公式ρ=進(jìn)行計(jì)算。

(1)①基態(tài)Cu原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1，基態(tài)Cu2+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9，其價(jià)電子軌道表示式為；

②同周期第ⅡA和第ⅤA的元素第一電離能大于相鄰族元素，所以第一電離能N＞O，H、C、N、O元素中，元素的第一電離能最高的為N；同周期從左到右電負(fù)性增強(qiáng)，所以電負(fù)性O＞N＞C＞H；

③H3O+價(jià)層電子對(duì)模型為四面體，氧原子采取sp3雜化；H2O中O原子有兩對(duì)孤對(duì)電子，H3O+中O原子有一對(duì)孤對(duì)電子，因?yàn)楣码娮訉?duì)間的排斥力＞孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的排斥力＞成鍵電子對(duì)間的排斥力，導(dǎo)致H3O+中HOH鍵角比H2O中HOH鍵角大；H5O2+內(nèi)部存在氫鍵，H5O2+的結(jié)構(gòu)式可表示為或；

④根據(jù)氯原子最外層電子數(shù)為7可知，氯原子可形成一對(duì)共用電子對(duì)，即氯原子形成的兩條共價(jià)鍵中只有一條為配位鍵，而X可形成三條配位鍵， 如圖所示：；

(2)①C點(diǎn)的原子與上平面面心的小球相連，且與頂點(diǎn)組成等邊三角形，故在x、y平面的投影為(，)，同理可得在z軸的投影為，則A原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(，，)；

②根據(jù)圖知，該晶胞中距離每個(gè)Cu+最近的Cl的個(gè)數(shù)為4，氯離子的配位數(shù)是4；該晶胞中，氯原子位于晶胞的頂點(diǎn)和面心，氯原子的個(gè)數(shù)=8×+6×=4，銅原子位于晶胞內(nèi)部，銅原子個(gè)數(shù)=4若晶胞的棱長(zhǎng)為a pm，則晶胞的體積V=a3 pm3= (a×10-10)3cm3，晶體的密度為ρ g·cm－3，ρ=，阿伏加德羅常數(shù)。