Question

【題目】黃銅是人類最早使用的合金之一，主要由鋅和銅組成。回答下列問題：

(1)銅原子核外電子共有______種不同運動狀態，基態銅原子的核外占據最高能層電子的電子云輪廓圖形狀為______。

(2)根據銅、鋅原子結構可知第二電離能I2(ZnI2)_____(Cu)填(“大于”或“小于”)。

(3)向藍色{[Cu(H2O)4]2+}硫酸銅溶液中加入稍過量的氨水，溶液變為深藍色{[Cu(NH3) 4]2+}。

①H2O分子中心原子的雜化類型為______；分子中的鍵角：H2O_____NH3填(“大于”或“小于”)。

②通過上述實驗現象可知，與Cu2+的配位能力：H2O_____NH3(填“大于”或“小于”）。

③氨硼烷(BH3-NH3)可以作為機動車使用的備選氫來源或氫儲存的材料。下列與氨硼烷是等電子體的有______（填編號）

A.乙烷 B.H2O2 C.H3PO4 D. S8

④寫出BH3-NH3的結構式（結構中若含配位鍵用表示）_____。

(4)某磷青銅晶胞結構如圖所示。

①其化學式為______。

②若晶體密度為8.82g/cm3，最近的Cu原子核間距為______cm(以NA表示阿伏伽德羅常數，用含NA的代數式表示)。

Answer 1

【答案】29 球形 小于 sp3 小于 小于 A SnCu3P

【解析】

(1)在任何原子核外都不存在運動狀態完全相同的電子；根據原子核外電子排布的構造原理書寫Cu原子核外電子排布式，然后根據不同軌道上電子云的形狀；

(2)原子核外電子處于全滿、半滿或全空時是穩定狀態，不容易失去電子；

(3)①根據向CuSO4溶液中加入過量氨水，形成[Cu(NH3)4]2+離子判斷；

②配位體的鍵角大，與中心離子越不容易結合；

③根據等電子體定義判斷；

④B與H、N與H原子之間形成共價鍵，B與N之間形成配位鍵；

(4)用均攤方法分析物質，判斷其化學式，并根據微粒的相對位置及計算。

(1)Cu是29號元素，由于在一個原子核外都不存在運動狀態完全相同的電子，所以Cu原子核外電子有29種不同運動狀態；Cu原子核外電子排布式是1s22s22p63s23d104s1，基態銅原子的核外占據最高能層電子是4s1，其電子云輪廓圖形狀為球形；

(2)30號元素Zn核外電子排布為1s22s22p63s23d104s2，其第二電離能是Zn+變為Zn2+需消耗的能量，得到Zn2+各個軌道處于全滿的穩定狀態；而29號Cu核外電子排布為1s22s22p63s23d104s1，其第二電離能是Cu+變為Cu2+需消耗的能量，得到Cu2+，這是由穩定狀態1s22s22p63s23d10變為不穩定狀態1s22s22p63s23d9，所以第二電離能Zn<Cu；

(3)①H2O中O原子形成了2個σ鍵，含有的孤電子對數為：=2，價層電子對數為2+2=4，所以H2O分子中心O原子的雜化類型為sp3雜化；

NH3中N原子形成了3個σ鍵，含有的孤電子對數為：=1，價層電子對數為3+1=4，所以NH3分子中心N原子的雜化類型為sp3雜化；由于O原子上有2對孤電子對，NH3分子中N原子上只有1對對孤電子對，孤電子對對成鍵電子的排斥作用大于成鍵電子之間的排斥作用，使分子中鍵角減小，所以分子中的鍵角：H2O<NH3；

②向CuSO4溶液中加入過量氨水后會形成[Cu(NH3)4]2+離子，說明NH3與Cu2+的配位能力大于水與Cu2+的配位能力，即與Cu2+的配位能力：H2O<NH3；

③等電子體中含有的原子數相等，最外層電子數也相等。

A.乙烷CH3-CH3分子與BH3-NH3互為等電子體，A正確；

B.H2O2分子與BH3-NH3含有的原子個數不同，不能互為等電子體，B錯誤； C.H3PO4與BH3-NH3含有的原子個數相同，但原子最外層電子數不同，不能互為等電子體，C錯誤；

D. S8與BH3-NH3含有的原子個數相同，但原子最外層電子數不同，不能互為等電子體，D錯誤；

故合理選項是A；

④在BH3-NH3的分子中B、N與H原子形成共價鍵，由于N原子上有孤電子對，而B原子上有空軌道，形成配位鍵，所以BH3-NH3的分子的結構式為；

(5)①根據物質的晶胞結構可知晶體中含有的P原子個數為1個，Sn原子個數為8×=1；含有的Cu原子個數為6×=3，所以該晶體的化學式為SnCu3P；

②Cu原子位于晶胞6個面中心，面心的6個Cu原子形成正八面體，Cu原子核間距等于正八面體的棱長，而該正八面體棱長等于晶胞棱長的倍。晶胞質量m=g，由于晶胞的密度ρ==8.82 g/cm3，則晶胞體積V==cm3，則晶胞棱長L=cm，所以最近的Cu原子核間距為cm。