Question

【題目】銅是重要的過渡元素，其單質(zhì)及化合物具有廣泛用途。回答下列問題：

（1）銅元素基態(tài)原子的價電子排布式________________________________。

（2）銅能形成多種配合物，如Cu2＋與乙二胺（H2N-CH2-CH2-NH2）可形成如圖所示配離子。

①Cu2＋與乙二胺所形成的配離子中含有的化學鍵是_________________。

a．配位鍵 b．離子鍵 c．鍵 d．鍵

②乙二胺分子中氮原子的雜化軌道類型為________________________，C、N、H三種元素的電負性由大到小順序是________________________________。

③乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均屬于胺，乙二胺的沸點比三甲胺高很多，原因是_______________。

（3）Cu2+在水溶液中以[Cu(H2O)4]2+形式存在，向含Cu2+的溶液中加入足量氨水，可生成更穩(wěn)定的[Cu(NH3)4]2+，其原因是_____________________________。（請結(jié)合原子的性質(zhì)進行回答）

（4）Cu和S形成某種晶體的晶胞如圖所示。

①該晶體的化學式為____________________

②該晶胞原子坐標參數(shù)A為(0，0，0)；B為(1，0，0)。則C原子的坐標參數(shù)為____________________。

③已知該晶體的密度為d g·cm－3，Cu2+和S2－的半徑分別為a pm和b pm，阿伏加德羅常數(shù)值為NA。列式表示該晶體中原子的空間利用率______________。

Answer 1

【答案】3d104s1 ac sp3 N>C>H 乙二胺分子間可形成氫鍵， 三甲胺分子間不能形成氫鍵 N 元素電負性更小， 更易給出孤對電子形成配位鍵 CuS （1/4，1/4，1/4）

【解析】

（1）銅是29號元素，基態(tài)銅原子的價電子排布式為3d104s1；

（2）①Cu2+與乙二胺形成的配離子為Cu(en)22+，配離子之間存在配位鍵，氮氫，碳氫之間存在極性鍵，碳碳之間存在非極性鍵，乙二胺分子中N均與H配位，共價鍵均為單鍵，即鍵，不存在鍵；

②乙二胺分子中氮原子形成4個鍵，價層電子對數(shù)為4，氮原子為sp3雜化；C、N、H三種元素，吸引電子能力越強的元素其電負性越大，吸引電子能力大小順序是N＞C＞H；

③乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均屬于胺，乙二胺的沸點比三甲胺高很多，原因是乙二胺分子間可形成氫鍵， 三甲胺分子間不能形成氫鍵；

（3）N元素電負性更小，更易給出孤對電子形成配位鍵；

（4）①根據(jù)均攤法可得晶體中Cu原子個數(shù)為8+6=4，S原子個數(shù)為4；

②根據(jù)各個原子的相對位置可知，D在各個方向的1/4處，所以其坐標是（1/4，1/4，1/4）；③晶體中原子的空間利用率為晶胞中所含原子的體積占晶胞體積的百分比，以此計算。

（1）銅是29號元素，基態(tài)銅原子的價電子排布式為3d104s1；

故答案為：3d104s1；

（2）①Cu2+與乙二胺形成的配離子為Cu(en)22+，配離子之間存在配位鍵，氮氫，碳氫之間存在極性鍵，碳碳之間存在非極性鍵，乙二胺分子中N均與H配位，共價鍵均為單鍵，即鍵，不存在鍵，答案選ac；

②乙二胺分子中氮原子形成4個鍵，價層電子對數(shù)為4，氮原子為sp3雜化；C、N、H三種元素，吸引電子能力越強的元素其電負性越大，吸引電子能力大小順序是N＞C＞H，所以其電負性大小順序是N＞C＞H；

③乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均屬于胺，乙二胺的沸點比三甲胺高很多，原因是乙二胺分子間可形成氫鍵， 三甲胺分子間不能形成氫鍵；

故答案為：ac ；sp3 ；N>C>H；乙二胺分子間可形成氫鍵， 三甲胺分子間不能形成氫鍵；

（3）Cu2+在水溶液中以[Cu(H2O)4]2+形式存在，向含Cu2+的溶液中加入足量氨水，可生成更穩(wěn)定的[Cu(NH3)4]2+，其原因是N元素電負性更小，更易給出孤對電子形成配位鍵；

故答案為：N元素電負性更小，更易給出孤對電子形成配位鍵；

（4）①根據(jù)均攤法可得晶體中Cu原子個數(shù)為8+6=4，S原子個數(shù)為4，故晶體的化學式為CuS；

故答案為：CuS；

②根據(jù)各個原子的相對位置可知，D在各個方向的1/4處，所以其坐標是（1/4，1/4，1/4）；③已知該晶體的密度為d g·cm－3，Cu2+和S2－的半徑分別為a pm和b pm，阿伏加德羅常數(shù)值為NA。一個晶胞中原子的體積為4(a3+b3)10-30cm3，一個晶胞的體積為V==，故晶體中原子的空間利用率為=。

故答案為：（1/4，1/4，1/4）；。