Question

【题目】黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由锌和铜组成。回答下列问题：

(1)铜原子核外电子共有______种不同运动状态，基态铜原子的核外占据最高能层电子的电子云轮廓图形状为______。

(2)根据铜、锌原子结构可知第二电离能I2(ZnI2)_____(Cu)填(“大于”或“小于”)。

(3)向蓝色{[Cu(H2O)4]2+}硫酸铜溶液中加入稍过量的氨水，溶液变为深蓝色{[Cu(NH3) 4]2+}。

①H2O分子中心原子的杂化类型为______；分子中的键角：H2O_____NH3填(“大于”或“小于”)。

②通过上述实验现象可知，与Cu2+的配位能力：H2O_____NH3(填“大于”或“小于”）。

③氨硼烷(BH3-NH3)可以作为机动车使用的备选氢来源或氢储存的材料。下列与氨硼烷是等电子体的有______（填编号）

A.乙烷 B.H2O2 C.H3PO4 D. S8

④写出BH3-NH3的结构式（结构中若含配位键用表示）_____。

(4)某磷青铜晶胞结构如图所示。

①其化学式为______。

②若晶体密度为8.82g/cm3，最近的Cu原子核间距为______cm(以NA表示阿伏伽德罗常数，用含NA的代数式表示)。

Answer 1

【答案】29 球形 小于 sp3 小于 小于 A SnCu3P

【解析】

(1)在任何原子核外都不存在运动状态完全相同的电子；根据原子核外电子排布的构造原理书写Cu原子核外电子排布式，然后根据不同轨道上电子云的形状；

(2)原子核外电子处于全满、半满或全空时是稳定状态，不容易失去电子；

(3)①根据向CuSO4溶液中加入过量氨水，形成[Cu(NH3)4]2+离子判断；

②配位体的键角大，与中心离子越不容易结合；

③根据等电子体定义判断；

④B与H、N与H原子之间形成共价键，B与N之间形成配位键；

(4)用均摊方法分析物质，判断其化学式，并根据微粒的相对位置及计算。

(1)Cu是29号元素，由于在一个原子核外都不存在运动状态完全相同的电子，所以Cu原子核外电子有29种不同运动状态；Cu原子核外电子排布式是1s22s22p63s23d104s1，基态铜原子的核外占据最高能层电子是4s1，其电子云轮廓图形状为球形；

(2)30号元素Zn核外电子排布为1s22s22p63s23d104s2，其第二电离能是Zn+变为Zn2+需消耗的能量，得到Zn2+各个轨道处于全满的稳定状态；而29号Cu核外电子排布为1s22s22p63s23d104s1，其第二电离能是Cu+变为Cu2+需消耗的能量，得到Cu2+，这是由稳定状态1s22s22p63s23d10变为不稳定状态1s22s22p63s23d9，所以第二电离能Zn<Cu；

(3)①H2O中O原子形成了2个σ键，含有的孤电子对数为：=2，价层电子对数为2+2=4，所以H2O分子中心O原子的杂化类型为sp3杂化；

NH3中N原子形成了3个σ键，含有的孤电子对数为：=1，价层电子对数为3+1=4，所以NH3分子中心N原子的杂化类型为sp3杂化；由于O原子上有2对孤电子对，NH3分子中N原子上只有1对对孤电子对，孤电子对对成键电子的排斥作用大于成键电子之间的排斥作用，使分子中键角减小，所以分子中的键角：H2O<NH3；

②向CuSO4溶液中加入过量氨水后会形成[Cu(NH3)4]2+离子，说明NH3与Cu2+的配位能力大于水与Cu2+的配位能力，即与Cu2+的配位能力：H2O<NH3；

③等电子体中含有的原子数相等，最外层电子数也相等。

A.乙烷CH3-CH3分子与BH3-NH3互为等电子体，A正确；

B.H2O2分子与BH3-NH3含有的原子个数不同，不能互为等电子体，B错误； C.H3PO4与BH3-NH3含有的原子个数相同，但原子最外层电子数不同，不能互为等电子体，C错误；

D. S8与BH3-NH3含有的原子个数相同，但原子最外层电子数不同，不能互为等电子体，D错误；

故合理选项是A；

④在BH3-NH3的分子中B、N与H原子形成共价键，由于N原子上有孤电子对，而B原子上有空轨道，形成配位键，所以BH3-NH3的分子的结构式为；

(5)①根据物质的晶胞结构可知晶体中含有的P原子个数为1个，Sn原子个数为8×=1；含有的Cu原子个数为6×=3，所以该晶体的化学式为SnCu3P；

②Cu原子位于晶胞6个面中心，面心的6个Cu原子形成正八面体，Cu原子核间距等于正八面体的棱长，而该正八面体棱长等于晶胞棱长的倍。晶胞质量m=g，由于晶胞的密度ρ==8.82 g/cm3，则晶胞体积V==cm3，则晶胞棱长L=cm，所以最近的Cu原子核间距为cm。