Question

卟吩易与金属离子配位形成金属配合物，卟吩可由甲醛（HCHO）与吡咯[结构式如图（a）所示]合成．
（1）甲醛分子中碳原子轨道杂化类型为

 

，HCHO空间构型为

 

（用文字描述）．
（2）1mol吡咯中σ键数目为

 

．
（3）卟吩分子内存在氢键，在图（b）中用（…）画出氢键结构．
（4）卟吩铜是一种配合物．
①Cu²⁺基态时核外电子排布式为

 

．
②在图（c）中画出卟吩铜中Cu²⁺与N原子间的化学键．

Answer 1

考点：原子轨道杂化方式及杂化类型判断,原子核外电子排布,判断简单分子或离子的构型,配合物的成键情况

专题：原子组成与结构专题,化学键与晶体结构

分析：（1）利用甲醛中的成键来分析碳原子的杂化类型；利用杂化类型来分析空间结构；
（2）共价单键是σ键，共价三键中含有2个π键1个σ键，共价双键中含有1个σ键1个π键；
（3）含F、O、N元素的物质中分子内或分子之间能形成氢键，卟吩分子内存在N元素，1个氮原子有1个孤电子对，以此来解答；
（4）①Cu的原子序数为29，价电子排布为3d¹⁰4s¹；②Cu²⁺含有空轨道，N原子含有孤对电子，可形成配位键．

解答： 解：（1）甲醛分子中含有碳氧双键，1个甲醛分子中含有2个碳氢σ键，1个碳氧σ键，共有3个σ键，则碳原子轨道的杂化类型为sp²杂化，因甲醛中碳原子采取sp²杂化，则分子的空间构型为平面三角形，
故答案为：sp²；平面三角形；　
（2）吡咯分子式为：C₄H₅N，1个分子中存在1个C-C、2个C-N，2个C=C，4个C-H，1个N-H，含有10个σ键，
故答案为：10 mol（或10×6.02×10²³）；
（3）因N的电负性较大，则卟吩分子内存在氢键，1个氮原子有1个孤电子对，与1个氢形成分子内氢键，结构如图：，
故答案为：；
（4）①Cu的原子序数为29，价电子排布为3d¹⁰4s¹，则基态Cu²⁺的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹或[Ar]3d⁹，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹或[Ar]3d⁹；　
②Cu²⁺含有空轨道，1个氮原子有1个孤电子对，可形成配位键，配离子中1个Cu²⁺与4个N形成配位键，可表示为：，
故答案为：．

点评：本题考查物质结构和性质，较为综合，涉及电子排布式的书写、晶胞的结构、杂化类型的判断等知识，是对学生分析、思维能力的考查，注意配合物卟吩铜中Cu²⁺与N原子间的化学键，题目难度中等．