Question

8．将过量的氨水加到硫酸铜溶液中，溶液最终变成深蓝色，继续加入乙醇，析出晶体Cu（NH₃）₄SO₄•H₂O•SO₄^2-
（1）Cu²⁺基态核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹或[Ar]3d⁹；空间构型为正四面体．（用文字描述）
（2）乙醇分子中氧原子轨道杂化类型为sp³．与NH₃互为等电子体的一种阳离子为H₃O⁺（填化学式）．
（3）1mol[Cu（NH₃）₄]²⁺中σ键的数目为16N_A．
（4）某含有结晶水的铜的氯化物的晶胞结构如图所示，该化合物的化学式是CuCl₂•2H₂O．

Answer 1

分析 （1）Cu原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，4s与3d能级各失去1个电子形成Cu²⁺；4个N与Cu²⁺形成配位键，杂化轨道数目为4，空间构型为正四面体；
（2）乙醇分子中O原子形成2个σ键，含有2对孤对电子，杂化轨道数目为4；原子数目相等、价电子总数相等的微粒互为等电子体；
（3）1个配离子中，4个N与Cu²⁺形成4条σ键，N、H间形成3×4=12条，共16条；
（4）根据均摊法计算晶胞中Cu²⁺、H₂O数目，结合化合价代数和为0计算晶胞中Cl^-离子数目，进而确定化学式．

解答 解：（1）Cu原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，4s与3d能级各失去1个电子形成Cu²⁺，Cu²⁺基态核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹，N原子含有孤对电子，与Cu²⁺形成配位键，4个N与Cu²⁺形成配位键，杂化轨道数目为4，空间构型为正四面体，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹或[Ar]3d⁹；正四面体；
（2）乙醇分子中O原子形成2个σ键，含有2对孤对电子，杂化轨道数目为4，氧原子杂化方式为sp³；原子数目相等、价电子总数相等的微粒互为等电子体，与NH₃互为等电子体的一种阳离子为H₃O⁺，
故答案为：sp³；H₃O⁺；
（3）1个配离子中，4个N与Cu²⁺形成4条σ键，N、H间形成3×4=12条，共16条，1mol[Cu（NH₃）₄]²⁺中σ键的物质的量16mol，数目为16N_A，
故答案为：16N_A；
（4）晶胞中Cu²⁺离子数目为8×$\frac{1}{8}$+2×$\frac{1}{2}$=2、化合价代数和为0，则晶胞中Cl^-离子数目为4，H₂O数目为8×$\frac{1}{4}$+4×$\frac{1}{2}$=4，该物质化学式为：CuCl₂•2H₂O，
故答案为：CuCl₂•2H₂O．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、配合物、杂化轨道、等电子体、晶胞计算等，（4）为易错点，图示中氯离子位置不易确定，利用化合价代数和为0确定晶胞中氯离子数目，难度中等．