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) 基態(tài)鋅原子的核外價電子排布式為_______________,屬于周期表__________區(qū)元素。電子占據(jù)最高能層的符號是_______________占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形狀為______________

(2)第一電離能I1(Zn)________I1(Cu)(填“大于”或“小于”)

(3)向藍(lán)色 硫酸銅溶液中加入稍過量的氨水,溶液變?yōu)樯钏{(lán)色[Cu(NH3)4] 2+。

①下列微粒中與SO42-互為等電子體的是__________(填序號)。

A.H2SO4 B.CO32- C.PO43- D.CCl4

②H2O分子中心原子的雜化類型為______；NH3分子的空間構(gòu)型為________。

分子中的鍵角：H2O_______ NH3(填“大于”或“小于”)。

③通過上述實驗現(xiàn)象可知：與Cu2+與的配位能力H2O_________NH3 (填“大于”或“小于”)。

④極具應(yīng)用前景的氨硼烷（BH3·NH3）與乙烷互為等電子體。寫出BH3·NH3的結(jié)構(gòu)式（結(jié)構(gòu)中若含配位鍵用“”表示）_______________________

(4)金屬Cu晶體中的原子堆積方式如圖所示,這種堆積方式稱為_____________。

(5)若Cu晶體的密度為ρg/cm3,表示阿伏加德羅常數(shù)的值,列式表示Cu晶體中最近的兩個Cu原子之間的距離________nm(不必化簡)

Answer 1

【答案】 ds N 球形 大于 CD sp3 三角錐形 小于 小于 面心立方最密堆積

【解析】

（1）基態(tài)鋅原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2，則核外價電子排布式為，據(jù)此推知其屬于周期表中哪一區(qū)元素；電子層由里向外，能量增大；

（2）鋅的價電子是3d104s2而銅的是3d104s1，故銅的最外層更容易失去一個電子，第一電離比鋅的大；

（3）①等電子體指兩個或兩個以上的分子或離子，它們的原子數(shù)目相同，價電子數(shù)目也相同，據(jù)此進(jìn)行分析；

②根據(jù)水分子、氨分子中含有的σ鍵和孤電子對情況分析中心原子雜化規(guī)律；孤對子對數(shù)越多，鍵角越小，據(jù)此分析兩種分子的鍵角大��；

③在[Cu（NH3）4]2+中Cu2+提供空軌道，NH3中N原子提供孤電子對，兩者之間形成配位鍵；

④氨硼烷（BH3·NH3）與乙烷互為等電子體，即分子結(jié)構(gòu)相似，是四面體結(jié)構(gòu)的分子晶體，氨硼烷分子中N、B原子均有三個電子，N原子有孤對電子，B原子有空軌道，據(jù)此寫出其結(jié)構(gòu)式；

（4）銅晶體中原子的堆積模型屬于面心立方密堆積；

（5）根據(jù)均攤法計算出晶胞中含有Cu原子數(shù)目，計算出晶胞質(zhì)量，從而計算出晶體密度；根據(jù)ρ= ,V=a3×10-21進(jìn)行計算；

（1）基態(tài)鋅原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2，則核外價電子排布式為，屬于周期表ds區(qū)元素，電子層符號分別為K,L,M,N,O,P,Q，則鋅原子能量最高的是最外層N層，占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形狀為球形。

故答案為： ；ds ；N；球形；

（2）鋅的價電子是3d104s2而銅的是3d104s1，故銅的最外層更容易失去一個電子，第一電離能I1(Zn)＞I1(Cu)。

故答案為：大于；

（3）①等電子體指兩個或兩個以上的分子或離子，它們的原子數(shù)目相同，價電子數(shù)目也相同，常具有相似的電子結(jié)構(gòu)，相似的幾何構(gòu)型，而且有時在性質(zhì)上也有許多相似之處， SO42-含有5個原子，32個價電子，故在CD中選擇，后發(fā)現(xiàn)PO43- 的價電子為5+24+3=32，CCl4的價電子為4＋4×7=32；

②H2O中只含有單鍵為σ鍵，分子中O原子含有2個σ鍵電子對和2對孤電子對，雜化類型為sp3，分子構(gòu)型為V型，NH3分子的空間構(gòu)型是三角錐，中心原子N原子采取SP3不等性雜化，NH3和H2O三分子中心原子都是SP3雜化，軌道構(gòu)型為正四面體，鍵角相等，NH3中存在1對孤電子對，H2O中存在2對孤電子對，孤對子對數(shù)越多，鍵角越小，所以鍵角NH3>H2O；

③向[硫酸銅溶液中加入稍過量的氨水,溶液變?yōu)樯钏{(lán)色[Cu(NH3)4] ，則氨分子配位鍵較強(qiáng)；

④氨硼烷（BH3·NH3）與乙烷互為等電子體，即分子結(jié)構(gòu)相似，是四面體結(jié)構(gòu)的分子晶體，氨硼烷分子中N、B原子均有三個電子，N原子有孤對電子，B原子有空軌道，故結(jié)構(gòu)式為；

故答案為：CD；sp3； 三角錐形；小于；小于；；

（4）由銅晶體中銅原子的堆積方式圖可知，銅晶體中原子的堆積模型屬于面心立方密堆積；

span>故答案為：面心立方密堆積；

（5）設(shè)晶胞棱長為a nm，晶胞中Cu原子數(shù)目為4，晶胞質(zhì)量為g，可計算，則。最近兩個銅原子之間的距離為面對角線長度的一半，即最近兩個銅原子之間的距離為；

故答案為：。