Question

【題目】Cu3N具有良好的電學和光學性能，在電子工業領城、航空航天領域、國防領域、通訊領域以及光學工業等領域中，發揮著廣泛的、不可替代的作用。

(1)Cu+的核外電子排布式為__________；N元素與O元素的第一電離能比較:N____O(填“>”、“<”或“=”)。

(2)與N3-含有相同電子數的四原子分子的空間構型為____________________。

(3)在Cu催化作用下，乙醇可被空氣氧化為乙醛(CH3CHO)，乙醛分子中醛其()碳原子的雜化方式為_________。

(4)[Cu(H2O)4]2+為平面正方形結構，其中的兩個H2O被C1-取代可生成Cu(H2O)2Cl2，試畫出其具有極性的分子的結構式________________。

(5)Cu3N的晶胞結構如圖所示，N3-的配位數為________；若晶胞棱長為anm，NA表示阿伏加德羅常數的值，則Cu3N的密度p=______g/cm3 [用含a 和NA 的式子表示，Mr(Cu3N)=206]

Answer 1

【答案】 [Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10 > 三角錐形 sp2 6

【解析】（1）Cu原子序數為29，Cu+的核外有28個電子，根據構造原理，核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10；同周期從左向右第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子的2p能級有3個電子，處于半充滿穩定狀態，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能N＞O。

（2）與N3-含有相同電子數的四原子分子為NH3，NH3中N原子形成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。

（3）乙醛分子中醛基上的碳原子含有3個σ鍵和1個π鍵，無孤對電子，采用sp2雜化。

（4）[Cu(H2O)4]2+為平面正方形結構，其中的兩個H2O被C1-取代可生成Cu(H2O)2Cl2，有兩種不同的結構，其具有極性的分子結構不對稱，故結構式為：。

（5）Cu3N的晶胞結構如圖，Cu+個數=12×=3，N3-=8×=1，所以N3-的配位數=3×2=6，晶胞體積=(a nm)3=(a×10-7 cm)3，晶胞質量=g，Cu3N的密度p=g÷(a×10-7 cm)3= g/cm3。