Question

【物质结构域性质】
组成蛋白质的元素主要有C、H、O、N及S、P和少量的Cu、Fe、Zn等，其中铜及其合金是人类最早使用的金属材料，用途广泛．
（1）铜原子的核外电子排布式是

 

；O、N、S的第一电离能由大到小的顺序为

 

．
（2）铜的熔点比钙高，其原因是

 

；
如图是金属Ca和Cu所形成的某种合金的晶胞结构示意图，则该合金中Ca和Cu的原子个数比为

 

．
（3）Cu²⁺能与NH³、H₂O、Cl^-等形成配位数为4的配合物．
①[Cu（NH₃）₄]²⁺中存在的化学键类型有

 

      （填序号）．
A．配位键B．金属键C．极性共价键D．非极性共价键E．离子键
②[Cu（NH₃）₄]²⁺具有对称的空间构型，[Cu（NH₃）₄]²⁺中的两个NH₃被两个Cl^-取代，能得到两种不同结构的产物，则[Cu（NH₃）₄]²⁺的空间构型为

 

         （填序号）．
A．平面正方形B．正四面体C．三角锥型D．V型
③某种含Cu²⁺的化合物可催化丙烯醇制备丙醛的反应：HOCH₂CH=CH₂→CH₃CH₂CHO．在丙烯醇分子中发生某种方式杂化的碳原子数是丙醛分子中发生同样方式杂化的碳原子数的2倍，则这类碳原子的杂化方式为

 

．

Answer 1

考点：原子核外电子排布,元素电离能、电负性的含义及应用,共价键的形成及共价键的主要类型,判断简单分子或离子的构型,晶胞的计算,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：原子组成与结构专题,化学键与晶体结构

分析：（1）Cu的原子序数为29，根据构造原理书写电子排布式，同一周期，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第VA族元素大于第VIA族元素，同一主族，元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小；
（2）金属的物理性质主要取决于金属键的强弱，根据晶胞所示，利用均摊法计算；
（3）①[Cu（NH₃）₄]²⁺中存在配位键和极性共价键；
②形成4个配位键，具有对称的空间构型，可能为平面正方形或正四面体，如为正四面体，[Cu（NH₃）₄]²⁺中的两个NH₃被两个Cl^-取代，只有一种结构；
③丙烯醇中构成C=C的两个碳原子是sp²杂化，另一个C为sp³杂化，丙醛分子中C=O中的C采取sp²杂化，另外2个C为sp³杂化．

解答： 解：（1）Cu的原子序数为29，原子核外电子数为29，电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，同一周期，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第VA族元素大于第VIA族元素，N为VA族元素，同一主族，元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小，因此所以第一电离能大小顺序是：N＞O＞S，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；N＞O＞S；
（2）金属的物理性质主要取决于金属键的强弱，一般金属键越强，金属的硬度越大、熔点越高，晶体中铜的金属键强于钙，所以铜的熔点比钙高；
晶胞中Ca位于顶点，一个晶胞中含有N（Ca）=8×

1

8

=1，Cu位于面心和体心，一个晶胞中共有N（Cu）=8×

1

2

+1=5，则该合金中Ca和Cu的原子个数比为1：5，
故答案为：铜的金属键强于钙；1：5；
（3）①[Cu（NH₃）₄]²⁺中Cu²⁺与NH₃之间的化学键为配位键，N-H为极性共价键，
故答案为：A、C；
②形成4个配位键，具有对称的空间构型，可能为平面正方形或正四面体，如为正四面体，[Cu（NH₃）₄]²⁺中的两个NH₃被两个Cl^-取代，只有一种结构，所以应为平面正方形，
故答案为：A； 
③丙烯醇中构成C=C的两个碳原子是sp²杂化，另一个C为sp³杂化，丙醛分子中C=O中的C采取sp²杂化，另外2个C为sp³杂化，
故答案为：sp²杂化．

点评：本题综合考查物质结构和性质知识，题目难度中等，本题注意晶胞的计算方法，易错点为（3），注意配离子的结构判断．