Question

【题目】铜及其化合物在工业生产及生活中用途非常广泛。回答下列问题：

（1）基态亚铜离子价电子排布式为____________；第一电离能I(Cu)________I (Zn)（填“＞”或“＜”）原因__________________________________________；

（2）Cu(CH3CN)42+比四氨合铜离子还稳定，配离子中Cu的配位数是_______，配体中碳原子的杂化类型是_________________,1molCH3CN中σ键的个数为_____________；

（3）CuCl是有机合成中常见催化剂。CuCl熔化后几乎不导电，推测CuCl晶体中化学键类型为_________；CuCl加强热会分解生成铜，铜晶体的堆积方式为__________（用文字表示）。

（4）冰晶体的结构与金刚石的结构相似，属立方晶系。如图，将金刚石晶胞中的C原子全部置换成O原子，O原子与最近距离的四个O原子相连，H原子插入两个相连的O原子之间，与氧形成一个共价键和一个氢键，即为冰中的共价键和氢键。0℃时冰晶体中氢键的键长（A—H…B）为_______________pm（列式并计算）。（0℃时冰密度为0.9g˙cm-3）

Answer 1

【答案】3d10＜Cu的价电子排布式3d104s1 易失去最外层的一个电子，形成3d 上的全满较稳定结构，Zn的价电子排布式3d104s2 就是较稳定结构不易失去一个电子，所以第一电离能I(Cu) < I (Zn)4sp3、sp杂化5NA共价键面心立方最密堆积

【解析】

（1）基态铜原子核外有29个电子，根据洪特规则可知，当3d轨道排布10个电子为全充满结构时，原子能量最低，所以基态铜原子价电子排布式为3d10 4s1；基态亚铜离子价电子排布式为3d10；锌原子最外层为4s2全充满结构，不易失去一个电子，而Cu原最外层为4s1半充满结构， 易失去最外层的一个电子，所以第一电离能I(Cu) ＜ I (Zn)；正确答案; 3d10 ， ＜，Cu的价电子排布式3d104s1 易失去最外层的一个电子，形成3d 上的全满较稳定结构，Zn的价电子排布式3d104s2 就是较稳定结构不易失去一个电子，所以第一电离能I(Cu) < I (Zn)。

（2）Cu2+能够与4个CH3CN基团形成4个配位键，所以配离子中Cu的配位数是4；配体CH3CN中，-CH3中杂化轨道数=孤电子对数+σ个数=0+4=4，属于sp3杂化；-C≡N结构中：杂化轨道数=孤电子对数+σ个数=0+2=2，属于sp杂化；1molCH3CN结构简式为：CH3-C≡N,含有的σ键数为（3+1+1）×NA= 5NA；正确答案： 4， sp3、sp杂化，5NA。

（3）CuCl熔化后几乎不导电，则CuCl晶体属于共价化合物，存在共价键；铜晶体中铜原子堆积方式为面心立方最密堆积；正确答案：共价键； 面心立方最密堆积。

（4）每个冰晶胞平均含有水分子数为：8×1/8+6×1/2+4=8（其中顶点为8个，面心为6个，晶胞内有4个）,则晶胞的质量18×8g，设晶胞的棱长为rcm，该晶胞的体积=r3=（18×8）/NA×0.9cm3，所以r=cm，冰晶胞中体对角线长为r，设冰晶体中氢键的键长为acm，则a==；正确答案：。