Question

【題目】Ⅰ．鄰氨基吡啶的銅配合物在有機不對稱合成中起催化誘導效應，其結構簡式如圖甲所示。

(1)基態Cu原子的價電子排布式為__________________。在元素周期表中銅位于_____區(填“s”、“P”、“d”或“ds”)

(2)C、N、O第一電離能由大到小的順序為________________。

(3)鄰氨基吡啶的銅配合物中，Cu2+的配位數是___________，N原子的雜化類型為_____________。

(4)如圖乙所示，Fe3O4．晶體中，O2-圍成正四面體空隙(1、3．6、7號氧圍成)和正八面體空隙(3、6、7、8、9、12號氧圍成)，Fe3O4中有一半的Fe3+填充在正四面體空隙中，Fe2+和另一半Fe3+填充在正八面體空隙中，晶體中正四面體空隙與正八面體空隙數之比為___________，有_______________%的正八面體空隙沒有填充陽離子。

(5)一定溫度下，NiO晶體可以自發地分散并形成“單分子層”，可以認為O2-作密置單層排列，Ni2+填充其中(如圖丙)，已知O2-的半徑為a nm，每平方米面積上分散的該晶體的質量為________g(用a、NA表示)。

Answer 1

【答案】 ds N>O>C 4 sp2、sp3 2:1 50

【解析】

（1）Cu是29號元素，核外電子排布式為，屬于過渡元素，價電子包括3d、4s電子，價電子排布式為，在元素周期表中銅位于ds區；

（2）同周期主族元素隨原子序數增大第一電離能呈增大趨勢，但ⅡA族、ⅤA族元素最高能級為全充滿或半充滿穩定狀態，第一電離能高于同周期相鄰元素的，故第一電離能：N>O>C；

（3）Cu2+形成4個配位鍵，Cu2+的配位數是4；形成配位鍵的N原子，沒有孤電子對，雜化軌道數目為3，N原子采取sp2雜化，而氨基中N原子形成3個 鍵、還有1對孤電子對，N原子雜化軌道數目為4，N原子采取sp3雜化；

（4）結構中如1、3、6、7的O2圍成的正四面體空隙有8個，面心位置6個O2圍成的正八面體，將晶胞補全可知共用1條棱的4個面心與該棱頂點O2也圍成正八面體，而這樣的正八面體為4個晶胞共有，晶胞中正八面體數目＝1+12×14=4，則晶體中正四面體空隙數與正八面休空隙數之比為8:4＝2:1；由圖可知晶體結構中O2離子數目為8×18+6×12=4，由化學式可知晶胞中Fe原子數目為3，根據化合價代數和為0，則晶胞中含有2個Fe3+、1個Fe2+，Fe3O4中有一半的Fe3+填充在正四面體空隙中，另一半Fe3+和Fe2+填充在正八面體空隙中，則填充在正四面體空隙中的Fe3+為1個，填充在正八面體空隙中有1個Fe3+和1個Fe2+，有2個正八面體空隙空隙沒有填充陽離子，則有50%的正八面體空隙沒有填充陽離子；

（5）根據圖知，每個Ni原子被3個O原子包圍、每個O原子被3個Ni原子包圍，如圖所示，相鄰的3個圓中心連線為正三角形，三角形的邊長為2anm，每個三角形含有一個Ni原子，三角形的面積，如圖實際上每個Ni原子被兩個小三角形包含小平行四邊形面積為，O原子個數=16×6＝1，每平方米面積上分散的該晶體的質量。