Question

【題目】由H、C、O、N、S、Cu等元素能形成多種物質(zhì)。這些物質(zhì)有許多用途。請回答下列問題：

(1)基態(tài)Cu原子的價(jià)電子有____種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，未成對電子占據(jù)原子軌道的形狀為______。

(2)碳和氫形成的最簡單碳正離子CH3+，其中心原子碳原子的雜化類型為___________，該陽離子的空間構(gòu)型為___________。

(3)CuO在高溫時(shí)分解為O2和Cu2O，請從陽離子的結(jié)構(gòu)來說明在高溫時(shí)，Cu2O比CuO更穩(wěn)定的原因是_________________________________。

(4)向盛有CuSO4溶液的試管中滴加少量氨水，現(xiàn)象是_____，離子反應(yīng)方程式為____；繼續(xù)滴加氨水至過量得到深藍(lán)色溶液。經(jīng)測定深藍(lán)色是由于存在[Cu(NH3)4]SO4。其陽離子的結(jié)構(gòu)式為___________，中心原子的配位數(shù)為___________。

(5)金屬晶體銅的晶胞如圖所示。其堆積模型是___________，銅原子間的最短距離為apm，密度為ρg·cm－3，NA為阿伏加德羅常數(shù)。銅的相對原子質(zhì)量為___________(用a、ρ、NA表示，寫出計(jì)算式即可)。

Answer 1

【答案】11 球型 sp2 平面三角形 Cu+的最外層電子排布為3d10，而Cu2+的最外層電子排布為3d9，因最外層電子排布達(dá)到全滿時(shí)穩(wěn)定，所以固態(tài)Cu2O穩(wěn)定性強(qiáng)于CuO 產(chǎn)生藍(lán)色沉淀 Cu2++ 2NH3·H2O= Cu（OH）2↓+2NH4+ 4 面心立方最密堆積 ρNA（a×10—10）3/4

【解析】

（1）基態(tài)Cu原子的價(jià)電子排布式為3d104s1；

（2）最簡單碳正離子CH3+離子中C原子的價(jià)層電子對數(shù)為3，孤對電子數(shù)為0；

（3）軌道中電子排布達(dá)到全滿、半滿、全空時(shí)原子最穩(wěn)定，Cu+的最外層電子排布為3d10，而Cu2+的最外層電子排布為3d9；

（4）向硫酸銅中滴加少量氨水，反應(yīng)生成氫氧化銅藍(lán)色沉淀；[Cu(NH3)4]2+中Cu2+與4個(gè)NH3分子通過配位鍵形成平面結(jié)構(gòu)；

（5）根據(jù)m =ρV=4M（Cu）/NA計(jì)算可得。

（1）Cu元素為29號元素，原子核外有29個(gè)電子，所以核外電子排布式為1s22s22p6

3s23p63d104s1，價(jià)電子排布式為3d104s1，則價(jià)電子有11種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，未成對電子占據(jù)原子軌道為4s，形狀為球型，故答案為：11；球型；

（2）最簡單碳正離子CH3+離子中C原子的價(jià)層電子對數(shù)為3，則碳原子的雜化類型為sp2雜化，孤對電子數(shù)為0，CH3+離子的空間構(gòu)型為平面三角形，故答案為：sp2；平面三角形；

（3）軌道中電子排布達(dá)到全滿、半滿、全空時(shí)原子最穩(wěn)定，Cu+的最外層電子排布為3d10，而Cu2+的最外層電子排布為3d9，因最外層電子排布達(dá)到全滿時(shí)穩(wěn)定，所以固態(tài)Cu2O穩(wěn)定性強(qiáng)于CuO，故答案為：Cu+的最外層電子排布為3d10，而Cu2+的最外層電子排布為3d9，因最外層電子排布達(dá)到全滿時(shí)穩(wěn)定，所以固態(tài)Cu2O穩(wěn)定性強(qiáng)于CuO；

（4）向硫酸銅中滴加少量氨水，反應(yīng)生成氫氧化銅藍(lán)色沉淀，反應(yīng)的離子方程式為：Cu2++ 2NH3·H2O= Cu（OH）2↓+2NH4+；[Cu(NH3)4]SO4的陽離子為[Cu(NH3)4]2+，[Cu(NH3)4]2+中Cu2+與4個(gè)NH3分子通過配位鍵形成平面結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)式為，故答案為：產(chǎn)生藍(lán)色沉淀；Cu2++ 2NH3·H2O= Cu（OH）2↓+2NH4+；；4；

（5）根據(jù)Cu晶體的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知，堆積模型是面心立方最密堆積，以頂點(diǎn)銅原子為例，距離最近的銅原子位于晶胞的面心上，這樣的原子有12個(gè)，所以晶胞中Cu原子的配位數(shù)為12，Cu晶體的晶胞中含有銅原子數(shù)為8×1/8+6×1/2=4，根據(jù)m =ρV=4M（Cu）/NA可得ρ（a×10—10）3=4M（Cu）/NA，M（Cu）=ρNA（a×10—10）3/4，故答案為：面心立方最密堆積；ρNA（a×10—10）3/4。