Question

【题目】Cu3N具有良好的电学和光学性能，在电子工业领城、航空航天领域、国防领域、通讯领域以及光学工业等领域中，发挥着广泛的、不可替代的作用。

(1)Cu+的核外电子排布式为__________；N元素与O元素的第一电离能比较:N____O(填“>”、“<”或“=”)。

(2)与N3-含有相同电子数的四原子分子的空间构型为____________________。

(3)在Cu催化作用下，乙醇可被空气氧化为乙醛(CH3CHO)，乙醛分子中醛其()碳原子的杂化方式为_________。

(4)[Cu(H2O)4]2+为平面正方形结构，其中的两个H2O被C1-取代可生成Cu(H2O)2Cl2，试画出其具有极性的分子的结构式________________。

(5)Cu3N的晶胞结构如图所示，N3-的配位数为________；若晶胞棱长为anm，NA表示阿伏加德罗常数的值，则Cu3N的密度p=______g/cm3 [用含a 和NA 的式子表示，Mr(Cu3N)=206]

Answer 1

【答案】 [Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10 > 三角锥形 sp2 6

【解析】（1）Cu原子序数为29，Cu+的核外有28个电子，根据构造原理，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10；同周期从左向右第一电离能呈增大趋势，但N元素原子的2p能级有3个电子，处于半充满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能N＞O。

（2）与N3-含有相同电子数的四原子分子为NH3，NH3中N原子形成3个σ键，有一对未成键的孤对电子，杂化轨道数为4，采取sp3型杂化，孤对电子对成键电子的排斥作用较强，N-H之间的键角小于109°28′，所以氨气分子空间构型是三角锥形。

（3）乙醛分子中醛基上的碳原子含有3个σ键和1个π键，无孤对电子，采用sp2杂化。

（4）[Cu(H2O)4]2+为平面正方形结构，其中的两个H2O被C1-取代可生成Cu(H2O)2Cl2，有两种不同的结构，其具有极性的分子结构不对称，故结构式为：。

（5）Cu3N的晶胞结构如图，Cu+个数=12×=3，N3-=8×=1，所以N3-的配位数=3×2=6，晶胞体积=(a nm)3=(a×10-7 cm)3，晶胞质量=g，Cu3N的密度p=g÷(a×10-7 cm)3= g/cm3。