Question

16．锂-磷酸氧铜电池正极的活性物质是Cu₄O（PO₄）₂，可通过下列反应制备：
2Na₃PO₄+4CuSO₄+2NH₃•H₂O=Cu₄O（PO₄）₂↓+3Na₂SO₄+（NH₄）₂SO₄+H₂O
（1）写出基态Cu的M能层的电子排布式3s²3p⁶3d¹⁰，与Cu同周期的元素中，与铜原子最外层电子数相等的元素还有K、Cr（填元素符号），上述方程式中涉及到的N、O、S、H元素第一电离能由小到大的顺序为H＜S＜N＜O．
（2）写出PO₄^3-的等电子体，分子离子各一种CCl₄、SO₄^2-．
（3）氨基乙酸铜的分子结构如图，氮原子的杂化方式为sp³．

Answer 1

分析 （1）根据Cu原子序数，写出其核外电子排布式；根据其最外层电子数判断；同一周期中，元素的电负性随着原子序数的增大而增大，同主族自上而下电负性降低，非金属性越强电负性越强；
（2）原子数和价电子数均相同的微粒互为等电子体；
（3）根据氮原子的成键情况判断氮原子的杂化方式，氮原子价层电子对个数是4，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数．

解答 解：（1）Cu是29号元素，其基态Cu²⁺的核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，则M层的电子排布式为：3s²3p⁶3d¹⁰；
Cu最外层电子数为1，与Cu同周期的元素中，与铜原子最外层电子数相等的元素还有K、Cr；
同一周期中，元素的电负性随着原子序数的增大而增大，所以电负性大小顺序为：N＜O，同一主族，元素的电负性随着原子序数的增大而减小，S＜O；非金属性越强电负性越强，H＜S＜N，所以电负性由小到大的顺序为 H＜S＜N＜O；
故答案为：3s²3p⁶3d¹⁰；K、Cr； H＜S＜N＜O；
（2）原子数和价电子数均相同的微粒互为等电子体，PO₄^3-的等电子体为CCl₄、SO₄^2-；
故答案为：CCl₄、SO₄^2-；
（3）氮原子价层电子对个数=3+$\frac{1}{2}$（5-3×1）=4，氮的杂化方式为sp³杂化；
故答案为：sp³．

点评 本题考查了核外电子排布、电负性、杂化方式、等电子体等内容，题目综合性强，难度中等，注意把握电子排布式的书写方法，侧重于考查学生对基础知识的应用能力．