Question

【題目】Cu、Zn及其化合物在生產、生活中有著重要作用。

（1）Cu、Zn在周期表中__區，焰色反應時Cu的4s電子會躍遷至4p軌道，寫出Cu的激發態電子排布式_。

（2）分別向CuSO4、MgSO4溶液加氨水至過量，前者為深藍色溶液，后者為白色沉淀。

①NH3與Cu2+形成配合物的能力大于Mg2+的原因是__。

②溶液中的水存在H3O+、H5O2+等微粒形式，H5O2+可看作是H3O+與H2O通過氫鍵形成的離子，則H5O2+的結構式是__。

（3）Zn的某種化合物M是很好的補鋅劑，結構式如圖：

①1molM含有的σ鍵的數目為__。

②常見含N的配體有H2NCH2COO-、NH3、N3-等，NH3的分子空間構型為__，N3-的中心N原子雜化方式為__。

③M在人體內吸收率高的原因可能是鋅形成螯合物后，電荷__（填“變多”“變少”或“不變”），可在消化道內維持良好的穩定性。

（4）鹵化鋅的熔點如表：

鹵化鋅/ZnX2	ZnF2	ZnCl2	ZnBr2	ZnI2
熔點/℃	872	283	394	445

則ZnX2熔點如表變化的原因是__。

（5）Zn的某種硫化物的晶胞如圖所示。已知晶體密度為dgcm-3，且S2-、Zn2+相切，則Zn2+與S2+的核間距為__nm（寫計算表達式）。

Answer 1

【答案】ds [Ar]3d104p1或1s22s22p63s23p63d104p1 由于Cu2+對配體NH3的孤電子對吸引力大（或電子云重疊大），配位鍵強；（或銅離子形成配位鍵能獲得額外穩定能，形成的配位鍵更穩定）；或路易斯軟硬酸堿理論，銅離子是軟酸，氨分子是軟堿 20NA 三角錐型 sp雜化 變少 晶體類型不同，ZnF2為離子晶體、ZnCl2、ZnBr2、ZnI2分子晶體，需要破壞的離子鍵強度大于分子間作用力 ××107

【解析】

（1）Cu為29號元素，位于周期表中第4周期第ⅠB族，為ds區元素，Zn在周期表中位于第4周期ⅡB族，屬于ds區元素，Cu的核外電子排布式為[Ar]3d104s1，則Cu的激發態電子排布式為：[Ar]3d104p1或1s22s22p63s23p63d104p1，故答案為：ds；[Ar]3d104p1或1s22s22p63s23p63d104p1；

（2）①由于Cu2+對配體NH3的孤電子對吸引力大（或電子云重疊大），配位鍵強。（或由于姜泰勒效應（畸變效應）銅離子形成配位鍵能獲得額外穩定能，形成的配位鍵更穩定；或路易斯軟硬酸堿理論，銅離子是軟酸，氨分子是軟堿，故答案為：由于Cu2+對配體NH3的孤電子對吸引力大（或電子云重疊大），配位鍵強；（或銅離子形成配位鍵能獲得額外穩定能，形成的配位鍵更穩定）；或路易斯軟硬酸堿理論，銅離子是軟酸，氨分子是軟堿，

②H5O2+可看作是H3O+與H2O通過氫鍵形成的離子，結構式為：，故答案為：；

（3）①1個M中含有20個σ鍵，則M中含有20NA個σ鍵，故答案為：20NA；

②NH3中N原子成3個σ鍵，有一對未成鍵的孤對電子，雜化軌道數為4，采取sp3型雜化，孤對電子對成鍵電子的排斥作用較強，N-H之間的鍵角小于109°28′，所以氨氣分子空間構型是三角錐形；N3-與CO2或CS2或N2O互為等電子體，故中心N原子雜化方式為sp雜化；N3-中N原子價層電子對個數都是2，根據價層電子對互斥理論判斷N原子的雜化軌道類型，N原子采用sp雜化，故答案為：三角錐型；sp雜化；

③M在人體內吸收率高的原因可能是鋅形成螯合物后，電荷變少，可在消化道內維持良好的穩定性，故答案為：變少；

（4）由表中熔點數據可知，ZnF2與其他三種的晶體類型不同。ZnF2為離子晶體、ZnCl2、ZnBr2、ZnI2分子晶體，離子鍵的鍵能大于分子間作用力，故ZnF2的熔點遠高于其它三種鹵化鋅，故答案為：晶體類型不同，ZnF2為離子晶體、ZnCl2、ZnBr2、ZnI2分子晶體，需要破壞的離子鍵強度大于分子間作用力；

（5）該晶胞中S2-個數為4、Zn2+個數=8×+6×=4，則S2-、Zn2+個數之比=4：4=1：1，該晶胞棱長=，若要使S2-、Zn2+相切，則其體對角線長度為2個鋅離子直徑與2個硫離子直徑之和，其體對角線長度=。S2-半徑與Zn2+半徑之和=，即Zn2+與S2+的核間距為 = nm；

故答案為：。