Question

【題目】鈷、銅及其化合物在工業上有重要用途，回答下列問題：

（1） 請補充完基態Co的簡化電子排布式：[Ar]______， Co2＋有________個未成對電子。

（2）Na3[Co（NO2）6]常用作檢驗K＋的試劑， 配位體的中心原子的雜化形式為______， 空間構型為______。大π鍵可用符號表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數，n為各原子的單電子數（形成σ鍵的電子除外）和得電子數的總和 （如苯分子中的大π鍵可表示為，則中大π鍵應表示為________。

（3）配合物[Cu（En）2]SO4的名稱是硫酸二乙二胺合銅（Ⅱ）, 是銅的一種重要化合物。其中 En 是乙二胺（H2NCH2CH2NH2）的簡寫。

①該配合物[Cu（En）2]SO4中N、 O、 Cu的第一電離能由小到大的順序是__________。

②乙二胺和三甲胺[N（CH3）3]均屬于胺， 且相對分子質量相近， 但乙二胺比三甲胺的沸點高得多， 原因是___________

（4） 金屬Cu晶體中的原子堆積方式如圖所示， 其配位數為________，銅原子的半徑為a nm, 阿伏加德羅常數的值為NA, Cu的密度為________ g/cm3（列出計算式即可）。

Answer 1

【答案】3d74s2 3 sp2 V形 Cu<O<N 乙二胺分子之間可以形成氫鍵，三甲胺分子之間不能形成氫鍵 12

【解析】

（1）Co的原子序數為27，則按電子排布規律可書寫其簡化電子排布式，Co2＋有25個電子，按電子排布規律可確定有幾個未成對電子；

（2）通過計算配位體的價電子對數，可確定中心原子的雜化形式及離子的空間構型，大π鍵可用符號表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數，n為各原子的單電子數（形成σ鍵的電子除外）和得電子數的總和，則計算出m和n，就可表示；

（3）①按第一電離能的規律，對N、 O、 Cu的第一電離能展開由小到大排序；

②乙二胺比三甲胺的沸點高得多的原因從影響沸點的因素入手分析；

（4）從金屬Cu晶體中的原子堆積方式，按均攤法計算其配位數，銅原子的半徑為a nm, 阿伏加德羅常數的值為NA,，Cu晶體的密度即其晶胞的密度，可通過晶胞質量、晶胞體積按定義計算；

(1)Co原子核外有27個電子，根據構造原理書寫基態Co的簡化電子排布式：[Ar]3d74s2，Co原子失去4s能級上的2個電子生成Co2+，該離子3d能級上有7個電子，有5個軌道，每個軌道最多排列2個電子，則未成對電子數是3；

故答案為：3d74s2；3；

(2)配位體的中心原子N原子價層電子對個數=，且含有1個孤電子對，根據價層電子對互斥理論判斷N原子的雜化形式及空間構型分別為sp2、V形；

故答案為：sp2；V；

大π鍵可用符號表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數，則m=3，中心原子sp2雜化，所以中心原子中有1對孤對電子沒有參與形成大π鍵,則n = 6×3－2×2－2－4×2 = 4，則中大π鍵應表示為Π34；

答案為：Π34；

(3)①同一周期元素,第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素第一電離能，所以第一電離能O<N，非金屬元素第一電離能大于金屬元素第一電離能，所以第一電離能Cu<O；

答案為：Cu<O<N；

②乙二胺分子之間形成氫鍵，三甲胺分子之間不能形成氫鍵，乙二胺比三甲胺的沸點高的多，

答案為：乙二胺可以形成分子間氫鍵，而三甲胺不能；

(4) 金屬Cu晶體中Cu原子的配位數=3×8÷2=12，銅的原子半徑為anm，每個面對角線上的3個Cu原子緊密相鄰，則晶胞棱長=，晶胞體積=，晶胞中Cu原子個數=,Cu的密度；

答案為：12 ； 。