Question

【題目】Ⅰ．鄰氨基吡啶的銅配合物在有機(jī)不對(duì)稱合成中起催化誘導(dǎo)效應(yīng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖甲所示。

(1)基態(tài)Cu原子的價(jià)電子排布式為__________________。在元素周期表中銅位于_____區(qū)(填“s”、“P”、“d”或“ds”)

(2)C、N、O第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>________________。

(3)鄰氨基吡啶的銅配合物中，Cu2+的配位數(shù)是___________，N原子的雜化類型為_____________。

(4)如圖乙所示，Fe3O4．晶體中，O2-圍成正四面體空隙(1、3．6、7號(hào)氧圍成)和正八面體空隙(3、6、7、8、9、12號(hào)氧圍成)，Fe3O4中有一半的Fe3+填充在正四面體空隙中，Fe2+和另一半Fe3+填充在正八面體空隙中，晶體中正四面體空隙與正八面體空隙數(shù)之比為___________，有_______________%的正八面體空隙沒(méi)有填充陽(yáng)離子。

(5)一定溫度下，NiO晶體可以自發(fā)地分散并形成“單分子層”，可以認(rèn)為O2-作密置單層排列，Ni2+填充其中(如圖丙)，已知O2-的半徑為a nm，每平方米面積上分散的該晶體的質(zhì)量為________g(用a、NA表示)。

Answer 1

【答案】 ds N>O>C 4 sp2、sp3 2:1 50

【解析】

（1）Cu是29號(hào)元素，核外電子排布式為，屬于過(guò)渡元素，價(jià)電子包括3d、4s電子，價(jià)電子排布式為，在元素周期表中銅位于ds區(qū)；

（2）同周期主族元素隨原子序數(shù)增大第一電離能呈增大趨勢(shì)，但ⅡA族、ⅤA族元素最高能級(jí)為全充滿或半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能高于同周期相鄰元素的，故第一電離能：N>O>C；

（3）Cu2+形成4個(gè)配位鍵，Cu2+的配位數(shù)是4；形成配位鍵的N原子，沒(méi)有孤電子對(duì)，雜化軌道數(shù)目為3，N原子采取sp2雜化，而氨基中N原子形成3個(gè) 鍵、還有1對(duì)孤電子對(duì)，N原子雜化軌道數(shù)目為4，N原子采取sp3雜化；

（4）結(jié)構(gòu)中如1、3、6、7的O2圍成的正四面體空隙有8個(gè)，面心位置6個(gè)O2圍成的正八面體，將晶胞補(bǔ)全可知共用1條棱的4個(gè)面心與該棱頂點(diǎn)O2也圍成正八面體，而這樣的正八面體為4個(gè)晶胞共有，晶胞中正八面體數(shù)目＝1+12×14=4，則晶體中正四面體空隙數(shù)與正八面休空隙數(shù)之比為8:4＝2:1；由圖可知晶體結(jié)構(gòu)中O2離子數(shù)目為8×18+6×12=4，由化學(xué)式可知晶胞中Fe原子數(shù)目為3，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0，則晶胞中含有2個(gè)Fe3+、1個(gè)Fe2+，Fe3O4中有一半的Fe3+填充在正四面體空隙中，另一半Fe3+和Fe2+填充在正八面體空隙中，則填充在正四面體空隙中的Fe3+為1個(gè)，填充在正八面體空隙中有1個(gè)Fe3+和1個(gè)Fe2+，有2個(gè)正八面體空隙空隙沒(méi)有填充陽(yáng)離子，則有50%的正八面體空隙沒(méi)有填充陽(yáng)離子；

（5）根據(jù)圖知，每個(gè)Ni原子被3個(gè)O原子包圍、每個(gè)O原子被3個(gè)Ni原子包圍，如圖所示，相鄰的3個(gè)圓中心連線為正三角形，三角形的邊長(zhǎng)為2anm，每個(gè)三角形含有一個(gè)Ni原子，三角形的面積，如圖實(shí)際上每個(gè)Ni原子被兩個(gè)小三角形包含小平行四邊形面積為，O原子個(gè)數(shù)=16×6＝1，每平方米面積上分散的該晶體的質(zhì)量。