Question

14．銅是人類最早發(fā)現(xiàn)的金屬，也是人類廣泛使用的一種金屬．銅及其化合物在工業(yè)、工程技術(shù)和工藝上有著廣泛的應(yīng)用．
（1）早期發(fā)現(xiàn)的天然準(zhǔn)晶顆粒由Cu、Fe、Al三種金屬元素組成．Fe元素位于元素周期表的d區(qū)．基態(tài)Al原子的L層電子排布圖為．
（2）Cu₂O為半導(dǎo)體材料，可由乙醛（CH₃CHO）和新制氫氧化銅反應(yīng)得到，同時(shí)可得到乙酸．乙醛中碳原子的雜化軌道類型為sp³、sp²，1mol乙酸分子中含有的σ鍵的數(shù)目為7N_A．
（3）制造單晶硅太陽(yáng)能電池片時(shí)，一般摻雜微量的銅、碳、硼、氮等．一價(jià)銅離子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰（或[Ar]3d¹⁰）．碳、硼、氮元素的電負(fù)性由大到小的順序是N＞C＞B．（用元素符號(hào)表示）
（4）在絡(luò)離子[Cu（NH₃）₄]²⁺中NH₃的VSEPR模型為四面體．
（5）銅銀合金晶體具有面心立方最密堆積結(jié)構(gòu)．在晶胞中，Cu原子位于面心，Ag原子位于頂點(diǎn)，若該晶胞邊長(zhǎng)為r pm，則合金的密度為$\frac{3.0×1{0}^{32}}{{r}^{3}{N}_{A}}$g•cm^-3（設(shè)阿伏伽德羅常數(shù)的值為N_A）．

Answer 1

分析 （1）鐵在第四周期第ⅤⅢ族，價(jià)電子3d⁶4s²，基態(tài)Al原子的核外電子排布為三個(gè)電子層，L層有8個(gè)電子分別位于sp亞層；
（2）乙醛中甲基上的C采取sp³雜化類型，醛基中的C采取sp²雜化類型；1個(gè)乙酸分子含有7個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵；
（3）銅為29號(hào)元素位于第四周期第ⅠB族，據(jù)此書(shū)寫(xiě)電子排布式，根據(jù)元素的電負(fù)性在周期表中的遞變規(guī)律判斷B、C、N元素的電負(fù)性由大到小的順序，同周期元素從左到右元素的電負(fù)性逐漸增強(qiáng)；
（4）價(jià)層電子對(duì)互斥模型（簡(jiǎn)稱VSEPR模型），根據(jù)價(jià)電子對(duì)互斥理論，價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)．σ鍵個(gè)數(shù)=配原子個(gè)數(shù)，孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=$\frac{1}{2}$×（a-xb），a指中心原子價(jià)電子個(gè)數(shù)，x指配原子個(gè)數(shù)，b指配原子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)需要的電子個(gè)數(shù)；分子的立體構(gòu)型是指分子中的原子在空間的排布，不包括中心原子未成鍵的孤對(duì)電子；實(shí)際空間構(gòu)型要去掉孤電子對(duì)，略去孤電子對(duì)就是該分子的空間構(gòu)型．
價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)為4，不含孤電子對(duì)，為正四面體結(jié)構(gòu)；含有一個(gè)孤電子對(duì)，空間構(gòu)型為三角錐形，含有兩個(gè)孤電子對(duì)，空間構(gòu)型是V型；
價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)為3，不含孤電子對(duì)，平面三角形結(jié)構(gòu)；含有一個(gè)孤電子對(duì)，空間構(gòu)型為為V形結(jié)構(gòu)；
價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是2且不含孤電子對(duì)，為直線形結(jié)構(gòu)；
（5）利用均攤法計(jì)算兩種金屬原子個(gè)數(shù)之比，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算．

解答 解：（1）Fe元素位于元素周期表的第四周期第ⅤⅢ族，價(jià)電子3d⁶4s²，為周期表中的d區(qū)，基態(tài)Al原子的核外電子排布為三個(gè)電子層，L層有8個(gè)電子分別位于sp亞層態(tài)Al原子的L層電子排布圖為，
故答案為：d；；
  （2）乙醛中甲基上的C形成4條σ鍵，無(wú)孤電子對(duì)，因此采取sp³雜化類型，醛基中的C形成3條σ鍵和1條π鍵，無(wú)孤電子對(duì)，采取sp²雜化類型；1個(gè)乙酸分子含有7個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵，則1mol乙酸含有7molσ鍵，即7N_A個(gè)σ鍵，
故答案為：sp³、sp²；7N_A ；
（3）銅為29號(hào)元素位于第四周期第ⅠB族，原子的價(jià)電子排布式3d¹⁰4s¹，一價(jià)銅離子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰（或[Ar]3d¹⁰），B、C、N元素的電負(fù)性由大到小的順序，同周期元素從左到右元素的電負(fù)性逐漸增強(qiáng)，碳、硼、氮元素的電負(fù)性由大到小的順序是N＞C＞B，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰（或[Ar]3d¹⁰）； N＞C＞B；  
（4）氨氣分子中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+$\frac{1}{2}$（5-3×1）=4，VSEPR模型為正四面體結(jié)構(gòu)；含有一個(gè)孤電子對(duì)，所以其空間構(gòu)型為三角錐形，
故答案為：四面體；
（5）在晶胞中，Ag原子位于頂點(diǎn)，Cu原子位于面心，該晶胞中Ag原子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$=1，Cu原子個(gè)數(shù)=6×$\frac{1}{2}$=3，所以該合金中Ag原子與Cu原子個(gè)數(shù)之比=1：3，
晶胞體積V=（r×10^-10cm）³，每個(gè)晶胞中銅原子個(gè)數(shù)是3、Ag原子個(gè)數(shù)是1，則ρ=$\frac{\frac{108+64×3}{NA}}{（r×1{0}^{-10}）^{3}}$=$\frac{3.0×1{0}^{32}}{{r}^{3}{N}_{A}}$g•cm^-3，
故答案為：$\frac{3.0×1{0}^{32}}{{r}^{3}{N}_{A}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，注重對(duì)電子排布式、化學(xué)鍵類型、雜化理論的應(yīng)用、晶體結(jié)構(gòu)考查，考查點(diǎn)較多，題目難度中等，側(cè)重考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的遷移應(yīng)用，注意信息的理解和綜合應(yīng)用．