Question

4．銅是重要金屬，Cu的化合物在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中具有許多用途，如CuSO₄溶液常用作電解液、電鍍液等．請回答以下問題：
（1）亞銅離子（Cu⁺）基態(tài)時的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰．
（2）Cu晶體的堆積方式是面心立方最密堆積（或A₁），其配位數(shù)為12；
（3）往硫酸銅溶液中加入過量氨水，可生成[Cu（NH₃）₄]SO₄，下列說法正確的是AD．
A．[Cu（NH₃）₄]SO₄中所含的化學(xué)鍵有離子鍵、極性鍵和配位鍵
B．在[Cu（NH₃）₄]²⁺中Cu²⁺給出孤電子對，NH₃提供空軌道
C．[Cu（NH₃）₄]SO₄組成元素中第一電離能最大的是氧元素
D．SO₄^2-與PO₄^3- 互為等電子體，空間構(gòu)型均為正四面體
（4）氨基乙酸銅的分子結(jié)構(gòu)如圖1，碳原子的雜化方式為sp²、sp³．該分子中σ鍵與π鍵個數(shù)比值為9：1．
（5）在硅酸鹽中，SiO${\;}_{4}^{4-}$四面體（如圖2a）通過共用頂角氧離子可形成島狀、鏈狀、層狀、骨架網(wǎng)狀四大類結(jié)構(gòu)型式．圖2b為一種無限長單鏈結(jié)構(gòu)的多硅酸根，Si與O的原子數(shù)之比為1：3，化學(xué)式為SiO₃^2-（或（SiO₃）_n^2n-．

Answer 1

分析 （1）Cu原子失去4s能級1個電子形成亞銅離子；
（2）Cu晶體的堆積方式是面心立方最密堆積，配位數(shù)為12；
（3）往硫酸銅溶液中加入過量氨水，可生成[Cu（NH₃）₄]SO₄，為配合物，其中Cu²⁺提供空軌道，NH₃提供孤電子對；
（4）根據(jù)碳原子的成鍵情況要以判斷碳原子的雜化方式；分子中含有2個π鍵，其它為σ鍵；
（5）SiO₄^4-中價層電子對個數(shù)是4且不含孤電子對，利用均攤法計算其原子個數(shù)比，從而確定其化學(xué)式．

解答 解：（1）Cu原子失去4s能級1個電子形成亞銅離子，基態(tài)時亞銅離子核外電子排布式為為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰；
（2）Cu晶體的堆積方式是面心立方最密堆積，在金屬晶體的最密堆積中，對于每個原子來說，在其周圍的原子有與之同一層上有六個原子和上一層的三個及下一層的三個，故每個原子周圍都有12個原子與之相連，
故答案為：面心立方最密堆積（或A₁）；12；
（3）A．[Cu（NH₃）₄]SO₄為離子化合物，含有離子鍵，存在N-H極性鍵以及Cu-N配位鍵，故A正確；
B．在[Cu（NH₃）₄]²⁺中Cu²⁺提供空軌道，NH₃提供孤電子對，故B錯誤；
C．[Cu（NH₃）₄]SO₄組成元素中第一電離能最大的是N元素，最外層為半充滿狀態(tài)，故C錯誤；
D．SO₄^2-與PO₄^3- 互為等電子體，結(jié)構(gòu)相似，中心原子形成4個σ鍵，空間構(gòu)型均為正四面體，故D正確．
故答案為：A D；
（4）氨基乙酸銅的分子中存在C=O鍵，碳的雜化方式為sp²雜化，含有飽和碳原子，碳的雜化方式為sp³雜化；分子中含有4個N-H鍵、4個C-H鍵，2個C-N鍵、2個C-C鍵、2個C-O鍵，2個0-Cu鍵，以及2個C=O鍵，則共含有18個σ鍵，2個π鍵，該分子中σ鍵與π鍵個數(shù)比值為9：1，
故答案為：sp²、sp³；9：1；
（5）根據(jù)圖片知，每個三角錐結(jié)構(gòu)中Si原子是1個，O原子個數(shù)=2+2×$\frac{1}{2}$=3，所以硅原子和氧原子個數(shù)之比=1：3，3個O原子帶6個單位負(fù)電荷，每個硅原子帶4個單位正電荷，所以形成離子為[SiO₃]_n^2n- （或SiO₃^2-），故答案為：1：3；SiO₃^2-（或（SiO₃）_n^2n-．

點評 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，為高頻考點，涉及配合物的成鍵情況、共價鍵、微粒空間構(gòu)型判斷、晶體類型判斷等知識點，會利用價層電子對互斥理論判斷原子雜化及微粒空間構(gòu)型、會利用均攤法確定化學(xué)式等，難點是（5）題，題目難度中等．