Question

【題目】銅及其化合物在科研和生產(chǎn)中具有廣泛用途�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

(l)基態(tài)Cu原子的價(jià)電子排布圖是____。

(2)從核外電子排布角度解釋高溫下Cu2O比CuO更穩(wěn)定的原因是____。

(3)銅晶體中Cu原子的堆積方式如圖所示，其堆積方式為____，配位數(shù)為____.

(4)NH3中N原子的雜化方式是____；C、N、O元素的第一電離能由大到小的順序是____(用元素符號(hào)表示)；SO42-的空間構(gòu)型是____，與該陰離子互為等電子體的五核微粒有____ (任寫(xiě)1種)。

(5)由銅、鋇、鈣及鉈的氧化物可以制得高溫超導(dǎo)體，CaO的熔點(diǎn)比BaO的熔點(diǎn)高，其原因是____。

(6)金銅合金的晶胞如圖所示。金銅合金具有儲(chǔ)氫功能，儲(chǔ)氫后Au原子位于頂點(diǎn)，Cu原子位于面心，H原子填充在由1個(gè)Au原子和距Au原子最近的3個(gè)Cu原子構(gòu)成的四面體空隙中，若Cu原子與Au原子的最短距離為a nm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則該晶體儲(chǔ)氫后密度為___________g．cm-3(列出計(jì)算式)。

Answer 1

【答案】 亞銅離子核外電子處于穩(wěn)定的全充滿狀態(tài) 面心立方最緊密堆積 12 sp3 N>O>C 正四面體 PO43-、ClO4- CaO的晶格能大于BaO的晶格能

【解析】

（1）根據(jù)基態(tài)Cu原子的外圍電子排布為寫(xiě)出價(jià)電子排布圖；

（2）亞銅離子核外電子處于穩(wěn)定的全充滿狀態(tài)；

（3）根據(jù)Cu原子的堆積方式圖分析解答；
（4）NH3中N原子價(jià)電子對(duì)數(shù)為4，以此分析雜化方式；同周期元素的第一電離能隨核電荷數(shù)的增加而增大，但N原子的2p軌道是半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，所以N元素的第一電離能大于O；SO42-的中心原子硫原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為=4，沒(méi)有孤電子對(duì)，以此分析空間構(gòu)型；SO42-的價(jià)電子數(shù)為32，等電子體具有相同的價(jià)電子總數(shù)。

（5）CaO和BaO都是離子晶體，Ca2+離子半徑小于Ba2+，CaO的晶格能大于BaO的晶格能；

（6）根據(jù)均攤法求出一個(gè)晶胞的質(zhì)量和體積，再根據(jù)=計(jì)算晶體密度。

（1）基態(tài)Cu原子的外圍電子排布為：3d104s1，則基態(tài)Cu原子的價(jià)電子排布圖為：；

故答案為：；

（2）失去一個(gè)電子后，亞銅離子核外電子處于穩(wěn)定的全充滿狀態(tài)，所以導(dǎo)致高溫下Cu2O比CuO穩(wěn)定；

故答案為：亞銅離子核外電子處于穩(wěn)定的全充滿狀態(tài)；

（3）晶胞中Cu原子位于面心、頂點(diǎn)上，屬于面心立方最密堆積；

以頂點(diǎn)Cu原子研究，與之相鄰的原子處于面心，每個(gè)頂點(diǎn)為8故晶胞共用，每個(gè)面心為2個(gè)晶胞共有，故Cu原子配位數(shù)為3=12；

故答案為：面心立方最緊密堆積；12；
（4）NH3中N原子價(jià)電子對(duì)數(shù)為4,則雜化方式是sp3；

同周期元素的第一電離能隨核電荷數(shù)的增加而增大，但N原子的2p軌道是半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，所以N元素的第一電離能大于O，則C、N、O三元素的第一電離能由大到小的順序是N>O>C；

SO42-的中心原子硫原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為=4，沒(méi)有孤電子對(duì)，所以SO42-的空間構(gòu)型為正四面體；

SO42-的價(jià)電子數(shù)為32，與SO42-互為等電子體的五核微粒有PO43-、ClO4-等。

故答案為：sp3 ；N>O>C；正四面體；PO43-、ClO4-等；

（5）CaO和BaO都是離子晶體，因?yàn)?/span>Ca2+離子半徑小于Ba2+，CaO的晶格能大于BaO的晶格能，所以CaO的熔點(diǎn)比BaO的熔點(diǎn)高；

故答案為：CaO的晶格能大于BaO的晶格能；

（6）Au原子在晶胞占有的位置為8個(gè)頂點(diǎn)，Au原子的個(gè)數(shù)8=1，Cu原子在晶胞的位置在面心，Cu原子的個(gè)數(shù)是6=3，H原子在晶胞內(nèi)部，共有8個(gè)，則該晶體一個(gè)晶胞的質(zhì)量為g；

若Cu原子與Au原子的最短距離為a nm，則晶胞立方體的棱長(zhǎng)為/span>a nm，一個(gè)晶胞的體積為（a10-7cm）3=2a310-21cm3，則該晶體儲(chǔ)氫后密度為g．cm-3，

故答案為：。