Question

【題目】銅及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)及生活中用途非常廣泛。回答下列問(wèn)題：

（1）基態(tài)亞銅離子價(jià)電子排布式為____________；第一電離能I(Cu)________I (Zn)（填“＞”或“＜”）原因__________________________________________；

（2）Cu(CH3CN)42+比四氨合銅離子還穩(wěn)定，配離子中Cu的配位數(shù)是_______，配體中碳原子的雜化類型是_________________,1molCH3CN中σ鍵的個(gè)數(shù)為_____________；

（3）CuCl是有機(jī)合成中常見(jiàn)催化劑。CuCl熔化后幾乎不導(dǎo)電，推測(cè)CuCl晶體中化學(xué)鍵類型為_________；CuCl加強(qiáng)熱會(huì)分解生成銅，銅晶體的堆積方式為__________（用文字表示）。

（4）冰晶體的結(jié)構(gòu)與金剛石的結(jié)構(gòu)相似，屬立方晶系。如圖，將金剛石晶胞中的C原子全部置換成O原子，O原子與最近距離的四個(gè)O原子相連，H原子插入兩個(gè)相連的O原子之間，與氧形成一個(gè)共價(jià)鍵和一個(gè)氫鍵，即為冰中的共價(jià)鍵和氫鍵。0℃時(shí)冰晶體中氫鍵的鍵長(zhǎng)（A—H…B）為_______________pm（列式并計(jì)算）。（0℃時(shí)冰密度為0.9g˙cm-3）

Answer 1

【答案】3d10＜Cu的價(jià)電子排布式3d104s1 易失去最外層的一個(gè)電子，形成3d 上的全滿較穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，Zn的價(jià)電子排布式3d104s2 就是較穩(wěn)定結(jié)構(gòu)不易失去一個(gè)電子，所以第一電離能I(Cu) < I (Zn)4sp3、sp雜化5NA共價(jià)鍵面心立方最密堆積

【解析】

（1）基態(tài)銅原子核外有29個(gè)電子，根據(jù)洪特規(guī)則可知，當(dāng)3d軌道排布10個(gè)電子為全充滿結(jié)構(gòu)時(shí)，原子能量最低，所以基態(tài)銅原子價(jià)電子排布式為3d10 4s1；基態(tài)亞銅離子價(jià)電子排布式為3d10；鋅原子最外層為4s2全充滿結(jié)構(gòu)，不易失去一個(gè)電子，而Cu原最外層為4s1半充滿結(jié)構(gòu)， 易失去最外層的一個(gè)電子，所以第一電離能I(Cu) ＜ I (Zn)；正確答案; 3d10 ， ＜，Cu的價(jià)電子排布式3d104s1 易失去最外層的一個(gè)電子，形成3d 上的全滿較穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，Zn的價(jià)電子排布式3d104s2 就是較穩(wěn)定結(jié)構(gòu)不易失去一個(gè)電子，所以第一電離能I(Cu) < I (Zn)。

（2）Cu2+能夠與4個(gè)CH3CN基團(tuán)形成4個(gè)配位鍵，所以配離子中Cu的配位數(shù)是4；配體CH3CN中，-CH3中雜化軌道數(shù)=孤電子對(duì)數(shù)+σ個(gè)數(shù)=0+4=4，屬于sp3雜化；-C≡N結(jié)構(gòu)中：雜化軌道數(shù)=孤電子對(duì)數(shù)+σ個(gè)數(shù)=0+2=2，屬于sp雜化；1molCH3CN結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：CH3-C≡N,含有的σ鍵數(shù)為（3+1+1）×NA= 5NA；正確答案： 4， sp3、sp雜化，5NA。

（3）CuCl熔化后幾乎不導(dǎo)電，則CuCl晶體屬于共價(jià)化合物，存在共價(jià)鍵；銅晶體中銅原子堆積方式為面心立方最密堆積；正確答案：共價(jià)鍵； 面心立方最密堆積。

（4）每個(gè)冰晶胞平均含有水分子數(shù)為：8×1/8+6×1/2+4=8（其中頂點(diǎn)為8個(gè)，面心為6個(gè)，晶胞內(nèi)有4個(gè)）,則晶胞的質(zhì)量18×8g，設(shè)晶胞的棱長(zhǎng)為rcm，該晶胞的體積=r3=（18×8）/NA×0.9cm3，所以r=cm，冰晶胞中體對(duì)角線長(zhǎng)為r，設(shè)冰晶體中氫鍵的鍵長(zhǎng)為acm，則a==；正確答案：。