Question

【題目】青銅是人類歷史上一項重大發明，它是銅(Cu)、錫(Sn) 和鉛(Pb) 的合金，也是金屬冶鑄史上最早的合金 。 請回答 ：

(1)基態Cu原子通過失去_____軌道電子轉化為Cu+；Sn的原子序數為50，基態Sn原子的價層電子排布式為______。

(2)紅氨酸() 可用于鑒別 Cu2+。紅氨酸分子中C 原子的價層電子對數目為___； N原子的雜化方式為___； N原子與 H原子形成共價鍵的電子云對稱形式為___ 。

(3)CuCl的鹽酸溶液能吸收CO， 該反應可用于測定氣體混合物中CO的含量，生成物M的結構如下圖所示。

①與CO互為等電子體的離子為 _________(任寫一種即可)。

②M中所有元素的電負性由大到小的順序為 ____________。

③畫圖表示出M 中Cu原子形成的所有配位鍵_________。

(4)金屬鈣和銅的晶體結構相似，但銅的熔點比鈣高，試分析其原因為___________。

(5)銅晶體中，Cu 原子之間會形成不同類型的空隙，比如下圖銅晶胞中銅原子a1、a2、a3、a4 圍成一個正四面體空隙 ，a2、a3、a4 、a5、a6、a7 圍成一個正八面體空隙。

①銅晶體中，銅原子數：正四面體空隙數：正八面體空隙數＝____。

②若a2 與a3 的核間距離為d pm， 阿伏加德羅常數的值為NA，則銅晶體的密度為___gcm-3( 列出計算表達式)。

Answer 1

【答案】4s 5s25p2 3 sp3 軸對稱 CN- 或 O> Cl> C> H> Cu 銅原子的半徑小、價電子數多， 晶體中金屬鍵強， 熔點高 1: 2: 1

【解析】

（1）Cu原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，基態Cu原子通過失去4s軌道電子轉化為Cu+；Sn的原子序數為50，位于ⅣA族，基態Sn原子的價層電子排布式為5s25p2。故答案為：4s；5s25p2；

（2）紅氨酸() 分子中C 原子的價層電子對數目為 =3；N原子的價層電子對數目為 =4， N原子的雜化方式為sp3；N原子的2p與 H原子的1s軌道形成雜化軌道， N原子與 H原子形成共價鍵的電子云對稱形式為軸對稱。故答案為：3；sp3；軸對稱；2

（3）①由電子-電荷互換法可得：與CO互為等電子體的離子為CN-或 (任寫一種即可)。故答案為：CN-或 ；

②同周期從左到右元素的電負性變大，同主族從上到下電負性變小，結合電負性的值：O-3.5，Cl-3.0，C-2.5,H-2.1,Cu-1.9,M中所有元素的電負性由大到小的順序為 O> Cl> C> H> Cu。故答案為：O> Cl> C> H> Cu；

③銅提供空軌道，配位體的配原子C、Cl、O提供孤電子對，M 中Cu原子形成的所有配位鍵如圖。故答案為：；

（4）金屬鈣和銅的晶體結構相似，但銅的熔點比鈣高，其原因為銅原子的半徑小、價電子數多， 晶體中金屬鍵強， 熔點高。故答案為：銅原子的半徑小、價電子數多， 晶體中金屬鍵強， 熔點高；

（5）①晶體銅的晶胞屬于面心立方最密堆積，每個晶胞中平均占有4個銅原子；晶胞的每一個頂點與鄰近的3個面心可以構成一個正四面體，共形成8個正四面體空隙；6個面心構成一個正八面體，每一條棱的中心都處于正八面體的中心，共有12條棱，屬于該晶胞的正八面體的空隙共有1+12=4。綜上所述，銅原子數、正四面體空隙數和正八面體空隙數之比為4:8:4=1：2：1；故答案為：1: 2: 1；

②若a2 與a3 的核間距離為d pm，晶胞邊長為 dpm，晶胞中銅原子個數為：8×+6×=4，阿伏加德羅常數的值為NA，則銅晶體的密度為gcm-3(列出計算表達式)。故答案為：。