题目内容

【题目】黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由锌和铜组成。回答下列问题:

(1) 基态锌原子的核外价电子排布式为_______________,属于周期表__________区元素。电子占据最高能层的符号是_______________占据该能层电子的电子云轮廓图形状为______________

(2)第一电离能I1(Zn)________I1(Cu)(填“大于”或“小于”)

(3)向蓝色 硫酸铜溶液中加入稍过量的氨水,溶液变为深蓝色[Cu(NH3)4] 2+。

①下列微粒中与SO42-互为等电子体的是__________(填序号)。

A.H2SO4 B.CO32- C.PO43- D.CCl4

②H2O分子中心原子的杂化类型为______;NH3分子的空间构型为________。

分子中的键角:H2O_______ NH3(填“大于”或“小于”)。

③通过上述实验现象可知:与Cu2+与的配位能力H2O_________NH3 (填“大于”或“小于”)。

④极具应用前景的氨硼烷(BH3·NH3)与乙烷互为等电子体。写出BH3·NH3的结构式(结构中若含配位键用“”表示)_______________________

(4)金属Cu晶体中的原子堆积方式如图所示,这种堆积方式称为_____________。

(5)若Cu晶体的密度为ρg/cm3,表示阿伏加德罗常数的值,列式表示Cu晶体中最近的两个Cu原子之间的距离________nm(不必化简)

【答案】 ds N 球形 大于 CD sp3 三角锥形 小于 小于 面心立方最密堆积

【解析】

(1)基态锌原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,则核外价电子排布式为,据此推知其属于周期表中哪一区元素;电子层由里向外,能量增大;

(2)锌的价电子是3d104s2而铜的是3d104s1,故铜的最外层更容易失去一个电子,第一电离比锌的大;

(3)①等电子体指两个或两个以上的分子或离子,它们的原子数目相同,价电子数目也相同,据此进行分析;

②根据水分子、氨分子中含有的σ键和孤电子对情况分析中心原子杂化规律;孤对子对数越多,键角越小,据此分析两种分子的键角大小;

③在[Cu(NH3)4]2+中Cu2+提供空轨道,NH3中N原子提供孤电子对,两者之间形成配位键;

④氨硼烷(BH3·NH3)与乙烷互为等电子体,即分子结构相似,是四面体结构的分子晶体,氨硼烷分子中N、B原子均有三个电子,N原子有孤对电子,B原子有空轨道,据此写出其结构式;

(4)铜晶体中原子的堆积模型属于面心立方密堆积;

(5)根据均摊法计算出晶胞中含有Cu原子数目,计算出晶胞质量,从而计算出晶体密度;根据ρ= ,V=a3×10-21进行计算;

(1)基态锌原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,则核外价电子排布式为,属于周期表ds区元素,电子层符号分别为K,L,M,N,O,P,Q,则锌原子能量最高的是最外层N层,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为球形。

故答案为: ;ds ;N;球形;

(2)锌的价电子是3d104s2而铜的是3d104s1,故铜的最外层更容易失去一个电子,第一电离能I1(Zn)>I1(Cu)。

故答案为:大于;

(3)①等电子体指两个或两个以上的分子或离子,它们的原子数目相同,价电子数目也相同,常具有相似的电子结构,相似的几何构型,而且有时在性质上也有许多相似之处, SO42-含有5个原子,32个价电子,故在CD中选择,后发现PO43- 的价电子为5+24+3=32,CCl4的价电子为4+4×7=32;

②H2O中只含有单键为σ键,分子中O原子含有2个σ键电子对和2对孤电子对,杂化类型为sp3,分子构型为V型,NH3分子的空间构型是三角锥,中心原子N原子采取SP3不等性杂化,NH3和H2O三分子中心原子都是SP3杂化,轨道构型为正四面体,键角相等,NH3中存在1对孤电子对,H2O中存在2对孤电子对,孤对子对数越多,键角越小,所以键角NH3>H2O;

③向[硫酸铜溶液中加入稍过量的氨水,溶液变为深蓝色[Cu(NH3)4] ,则氨分子配位键较强;

④氨硼烷(BH3·NH3)与乙烷互为等电子体,即分子结构相似,是四面体结构的分子晶体,氨硼烷分子中N、B原子均有三个电子,N原子有孤对电子,B原子有空轨道,故结构式为;

故答案为:CD;sp3; 三角锥形;小于;小于;;

(4)由铜晶体中铜原子的堆积方式图可知,铜晶体中原子的堆积模型属于面心立方密堆积;

span>故答案为:面心立方密堆积;

(5)设晶胞棱长为a nm,晶胞中Cu原子数目为4,晶胞质量为g,可计算,则。最近两个铜原子之间的距离为面对角线长度的一半,即最近两个铜原子之间的距离为;

故答案为:。

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