Question

【题目】铜及其化合物的用途非常广泛，回答下列问题：

（1）基态铜原子有种不同运动状态的电子，二价铜离子的电子排布式为________。

（2）铜能与类卤素(CN)2反应生成Cu(CN)2 1mol(CN)2分子中含有π键的数目为___________。

（3）CuCl2溶液与乙二胺（H2N-CH2-CH2-NH2）可形成配离子[Cu(En)2]2+（En是乙二胺的简写），结构如图所示，

则Cu2+的配位数为_________，该配离子中所含的非金属元素的电负性由大到小的顺序是________；乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为______，乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺，但相对分子质量相近，但乙二胺比三甲胺的沸点高的多，原因是__________。

（4）铜晶体中铜原子的堆积方式为面心立方堆积，每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为________。

（5）某M原子的外围电子排布是为3s23p5,铜与M形成化合物的晶胞如图所示（黑球代表铜原子）。

①已知铜和M的电负性分别为1.9和3.0,则铜与M形成的该种化合物属于________ (填“离子”或“共价”)化合物。

②已知该晶体的密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数为NA，则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为______pm(只写计算式)。

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p63d9[Ar]3d9 4NA 4 N>C>H sp3 乙二胺分子之间可以形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键 12 共价

【解析】（1）Cu为29号元素，二价铜离子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d9（或[Ar]3d9）；答案为：1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9

（2） (CN)2分子的结构式为N≡C-C≡N，1个N≡C键中有1个σ键，2个π键，1mol(CN)2分子中含有π键的数目为4NA；答案为：4NA

（3）由结构图可知配离子[Cu(En)2]2+中Cu2+的配位数为4；同周期元素自左向右，电负性逐渐增大，故电负性：N＞C，H元素分别与C、N元素化合时，H元素表现正化合价，H元素的电负性比C、N元素的小，故电负性：N＞C＞H；乙二胺（H2N-CH2-CH2-NH2）中N原子形成3个σ键，含有1对孤对电子对，杂化轨道数为4，采取sp3杂化；乙二胺（H2N-CH2-CH2-NH2）分子之间可以形成氢键，三甲胺[N(CH3)3]分子之间不能形成氢键，故乙二胺的沸点较高；答案为：4 ，N>C>H ， sp3 ，乙二胺分子之间可以形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键。

（4）根据面心立方堆积形成的晶胞可知，每个铜原子周围距离最近的铜原子位于经过立方体的面的面心上，共有12个；答案为：12

（5）根据M原子的外围电子排布式为3s23p5可知，M为Cl元素，根据晶胞结构可知，铜原子位于立方体内部，全部属于晶胞，氯原子位于立方体的顶点和面心，所以铜原子个数为4，氯原子个数=8×+6×=4，所以二者形成的化合物的化学式为CuCl；

①铜和M的电负性相差3.01.9=1.1，电负性差大于1.7的键一般是离子键，小于1.7的一般为共价键，故Cu与M形成的化合物属于共价化合物；

②CuCl的相对分子质量99.5，一个晶胞中含有4个CuCl，所以一个晶胞的摩尔质量为4×99.5g/mol，晶胞的摩尔体积为= cm3/mol，晶胞的边长为cm，根据晶胞的结构可知，铜原子和M原子之间的最短距离为立方体对角线长的，而体对角线为晶胞边长的倍，所以铜原子和M原子之间的最短距离为： cm=pm。答案为：共价 ，