Question

18．配合物[Cu（CH₃C≡N）₄]BF₄是双烯合成反应的催化剂，它被浓硝酸分解的化学方程式为：[Cu（CH₃C≡N）₄]BF₄$\stackrel{HNO_{3}}{→}$Cu²⁺+H₃BO₃+CO₂↑+HF…（未配平）．
（1）Cu²⁺基态核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹；铜与氮形成的一种化合物品胞结构如图所示，则该化合物的化学式为Cu₃N．
（2）1mol H₃BO₃分子中含有氢键的数目为3mol．
（3）Na与CO₂分子互为等电子体，N₃^-的结构式可表示为N₂O（CO₂、CS₂等）．
（4）配合物[Cu（CH₃C≡N）₄]BF₄中：
①配体Cu（CH₃C≡N分子中碳原子杂化轨道类型为sp、sp³杂化．
②[Cu（CH₃C≡N）₄]⁺的结构可用示意图表示为（不考虑空间构型）．

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⁺；利用均摊法，根据晶胞中微粒个数的分配方法计算化学式；
（2）利用均摊法计算含1molH₃BO₃的晶体中的氢键；
（3）原子个数相等、价电子数相等的微粒互为等电子体；
（4）①根据价电子对互斥理论确定微粒的空间构型和原子的杂化方式，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数；
②氮原子提供电子，Cu提供空轨道，据此画出[Cu（CH₃C≡N）₄]⁺结构的示意图．

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，根据晶胞中微粒个数的分配方法计算，晶胞中含有N原子的数目为8×$\frac{1}{8}$=1，Cu原子的数目为：12×$\frac{1}{4}$=3，故化学式为Cu₃N，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹；Cu₃N；
（2）一个H₃BO₃分子对应着6个氢键，一个氢键对应着2个H₃BO₃分子，因此含有1 molH₃BO₃分子的晶体中有3mol氢键，
故答案为：3；
（3）原子个数相等、价电子数相等的微粒互为等电子体，N₃^-中原子个数是3、价电子数是15，所以其等电子体有N₂O、CO₂、CS₂，
故答案为：N₂O（CO₂、CS₂等）；
（4）①配体Cu（CH₃C≡N分子中-CH₃中C形成4个σ键，无孤电子对，中心C原子为sp³杂化，-C≡N中C形成2个σ键，无孤电子对，中心C原子为sp杂化，
故答案为：sp、sp³杂化；
②配位键是化学键的一种，两个或多个原子共同使用它们的外层电子，在理想情况下达到电子饱和的状态，氮原子提供电子，Cu提供空轨道，[Cu（CH₃C≡N）₄]⁺结构的示意图为：，
故答案为：．

点评 本题考查原子核外电子排布、等电子体、晶胞计算、原子杂化轨道类型等，题目难度中等，注意掌握均摊法、价层电子对理论的熟练应用，为高频考点．