Question

钙、铝、铜都是中学化学中常见的金属元素．
（l）Cu的基态原子的核外电子排布式为

 

．
（2）Cu₂O的熔点比Cu₂S的高，其原因是

 

．
（3）CaC₂是制备乙炔的原料，C₂^2-与O₂²⁺互为等电子体，O₂²⁺的电子式可表示为

 

，1个O₂²⁺中含有

 

个π键．
（4）AlCl₃?NH₃和AlCl₄^-中均含有配位键．在AlCl₃?NH₃中，提供空轨道的原子是

 

，在AlCl₄^-中Al原子采取

 

杂化．
（5）铝晶体的晶胞结构如图甲所示，原子之间相对位置关系的平面图如图乙所示．则铝晶体中原子的堆积方式是

 

．已知铝的原子半径为d，阿伏加德罗常数为N_A，摩尔质量为M．则铝晶体的密度可表示为

 

．

Answer 1

考点：原子核外电子排布,共价键的形成及共价键的主要类型,配合物的成键情况,晶体熔沸点的比较,晶胞的计算

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）Cu是29号元素，原子核外电子数为29，根据核外电子排布规律书写核外电子排布式；
（2）从影响离子晶体熔沸点高低的角度分析；
（3）等电子体的结构相似，故O₂²⁺的电子式与C₂^2-的电子式相似，含有2个π键；
（4）中心原子提供空轨道，通过计算Al价层电子对数求杂化类型；
（5）根据图乙可推算堆积方式为ABCABC…，可通过求每个晶胞的质量和体积计算密度．

解答： 解：（1）Cu是29号元素，原子核外电子数为29，基态原子核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2）由于氧离子的离子半径小于硫离子的离子半径，所以亚铜离子与氧离子形成的离子键强于亚铜离子与硫离子形成的离子键，所以Cu₂O的熔点比Cu₂S的高．
故答案为：Cu₂O与Cu₂S相比，阳离子相同、阴离子所带的电荷数也相同，但O^2-半径比S^2-半径小，所以Cu₂O的晶格能更大，熔点更高；
（3）根据等电子体的结构相似，O₂²⁺的电子式 ，在1个O₂²⁺含有2个π键，故答案为：；2；
（4）AlCl₃?NH₃中Al为中心原子，NH₃和Cl^-为配体，中心原子提供空轨道，AlCl₄^-的价层电子对=4+

1

2

（3+1-4×1）=4，故Al采用sp³杂化，故答案为：Al；sp³；
（5）结合图乙和晶胞结构可知，金属铝中Al的堆积方式为ABCABCABC…，属于面心立方最密堆积，
铝原子半径为d cm，则晶胞的边上为2

2

dcm，晶胞的体积V=（2

2

dcm）³=16

2

d³cm³，一个晶胞含有Al原子个数为：8×

1

8

+6×

1

2

=4，一个晶胞的质量m=

4

NA

×Mg，故密ρ=

m

V

=

4M NA

16 2 d 3

g/cm³=

M

4 2 NAd3

g/cm³，
故答案为：面心立方最密堆积；

M

4 2 NAd3

g/cm³．

点评：本题涉及的基态电子排布式、晶体熔沸点的比较较为简单，杂化类型的计算稍难，关于晶胞的密度等计算难度较大，需要细心根据密度公式求算．