Question

17．铜及其合金是人类最早使用的金属材料．
（1）铜元素在周期表中的位置是第四周期第ⅠB族；铜离子的价电子排布图是；
（2）Cu²⁺能与NH₃、H₂O、Cl^-等形成配位数为4的配合物，[Cu（NH₃）₄]²⁺具有对称的空间构型，其结构简式（必须将配位键表示出来）是；名称是四氨合铜离子；[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⁺的空间构型为平面正方形；
（3）根据价层电子对互斥模型，预测SO₄^2一的空间构型为正四面体形，与SO₄^2-属于等电子体的离子有PO₄^3-、ClO₄^-；（试写两例）
（4）铜与类卤素（SCN）₂反应生成Cu（SCN）₂，1mol（SCN）₂中含有π键的数目为4N_A，类卤素（SCN）₂对应的酸有两种，理论上硫氰酸（H-S-C≡N ）的沸点低于异硫氰酸（H-N=C=S）的沸点，其原因是异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸不能．

Answer 1

分析 （1）Cu元素原子核外电子数为29，外围电子排布式为3d¹⁰4s¹；Cu原子失去4s、3d能级的1个电子形成Cu²⁺；
（2）[Cu（NH₃）₄]²⁺中铜离子含有空轨道、氨分子中N原子含有孤电子对，二者形成配位键，配位键由含有孤电子对的原子指向含有空轨道的原子，据此画出其结构简式；四氨合铜离子形成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）根据SO₄^2-中心原子含有的共价键个数与孤电子对个数之和确定其空间构型；原子总数、价电子总数相同的离子也是等电子体；
（4）根据（SCN）₂分子结构式为N≡C-S-S-C≡N计算；分子间有氢键的能使物质熔沸点升高．

解答 解：（1）Cu元素原子核外电子数为29，外围电子排布式为3d¹⁰4s¹，则铜位于第四周期第IB族元素；Cu原子失去4s、3d能级的1个电子形成Cu²⁺，其价电子排布图为：，故答案为：第四周期第IB族；；
（2）[Cu（NH₃）₄]²⁺中铜离子含有空轨道、氨分子中N原子含有孤电子对，二者形成配位键，配位键由含有孤电子对的原子指向含有空轨道的原子，据此画出其结构简式：；四氨合铜离子形成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：；四氨合铜离子；平面正方形；
（3）SO₄^2-中心原子含有4个σ键，孤电子对数=$\frac{1}{2}$（6+2-4×2）=0，所以其空间构型为正四面体结构；SO₄^2-属于等电子体的离子团有PO₄^3-、ClO₄^-，
故答案为：正四面体；PO₄^3-、ClO₄^-；
（4）（SCN）₂分子结构式为N≡C-S-S-C≡N，1个N≡C键中有1个σ键，其余两个为π键，1mol（SCN）₂分子中含有π键的数目4N_A，异硫氰酸（H-N=C=S）分子中N原子上连接有H原子，分子间能形成氢键，故沸点高，
故答案为：4N_A；异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸不能．

点评 本题考查了原子结构、配合物成键情况等知识，题目难度中等，明确分析配合物成键情况的方法，试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力．