Question

9．（1）已知CuCl₂溶液与乙二胺H₂N-CH₂CH₂-NH₂[常用（en）表示]作用，可形成配离子（如图所示）：

①乙二胺分子中N原子成键时采取的杂化类型是sp³，乙二胺沸点高于Cl-CH₂CH₂-Cl的主要原因是乙二胺存在分子间氢键上述配离子中含有的化学键类型有：a、b、c．（填写代码，多选）     a配位键    b极性键    c非极性键    d离子键
③该配合物[Cu（en）₂]Cl₂的系统命名为氯化二（乙二胺）合铜（Ⅱ）；其中铜离子的配位数是4．
（2）下表中实线是元素周期表的部分边界，其中上边界未用实线标出． 

①周期表中基态Ga原子的最外层电子排布式为4s²4p¹．
②Fe元素位于周期表的d区；Fe与CO易形成配合物Fe（CO）₅，在Fe（CO）₅中铁的化合价为0；
已知：原子数目和电子总数（或价电子总数）相同的粒子互为等电子体，等电子体具有相似的结构特征．与CO分子互为等电子体的分子和离子分别为N₂和CN^-（填化学式）．
③根据VSEPR理论预测ED₄^-离子的空间构型为正四面体．B、C、D、E原子相互化合形成的分子中，所有原子都满足最外层8电子稳定结构的化学式为CO₂、NCl₃（CCl₄、CO）（写2种）．

Answer 1

分析 （1）①乙二胺分子中N原子成键时，形成三根共价键，本身含有一对孤电子对，杂化轨道数=共价键数+孤电子对数，乙二胺沸点高于Cl-CH₂CH₂-Cl，考虑前者形成分子间氢键，导致沸点升高，根据配离子的结构式判断其中含有的化学键类型；
②该配合物[Cu（en）₂]Cl₂的系统命名，跟无机盐命名类似，不同配体之间用•隔开，先无机后有机，先阴离子后分子类配体，罗马数字标出中心原子或离子的氧化数，根据配体与中心离子或原子形成配位键的原子数目确定配位数；
（2）①Ga原子位于第4周期，IIIA族，最外层为M层，含有3个电子；
②Fe元素为第VIII族元素，在周期表中位于d区，Fe与CO易形成配合物Fe（CO）₅，为羰基配合物，Fe的化合价为0，原子数目和电子总数（或价电子总数）相同的粒子互为等电子体，求等电子体常采用上下左右平移元素，同时调控电子数的方法求解；
③E为Cl，D为O，则ED₄^-离子为ClO₄^-，根据VSEPR理论判断该离子的空间构型，B为C，C为N，据此写出B、C、D、E原子相互化合形成的分子中，所有原子都满足最外层8电子稳定结构的化学式．

解答 解：（1）①乙二胺分子中N原子成键时，形成三根共价键，本身含有一对孤电子对，杂化轨道数=共价键数+孤电子对数，则N原子的杂化轨道数目为4，根据杂化轨道理论，N原子为sp³杂化，
乙二胺沸点高于Cl-CH₂CH₂-Cl，考虑前者形成分子间氢键，导致沸点升高，
根据配离子的结构图，该配离子中含有配位键，有机配体中含有共价键，N和C之间是极性键，不含有离子键，故选a、b、c，
故答案为：sp³；乙二胺存在分子间氢键；a、b、c；
②该配合物[Cu（en）₂]Cl₂的系统命名，跟无机盐命名类似，不同配体之间用•隔开，先无机后有机，先阴离子后分子类配体，罗马数字标出中心原子或离子的氧化数，则该配合物[Cu（en）₂]Cl₂的系统命名为：氯化二（乙二胺）合铜（Ⅱ），
与中心Cu形成配位键的原子有4个N原子，则配位数为4，
故答案为：氯化二（乙二胺）合铜（Ⅱ）；4；
（2）①Ga原子位于第4周期，IIIA族，最外层为M层，含有3个电子，则基态Ga原子的最外层电子排布式为：4s²4p¹，
故答案为：4s²4p¹；
②Fe元素为第VIII族元素，在周期表中位于d区，
Fe与CO易形成配合物Fe（CO）₅，为羰基配合物，Fe的化合价为0，
原子数目和电子总数（或价电子总数）相同的粒子互为等电子体，则与CO分子互为等电子体的分子和离子分别为N₂和CN^-，
故答案为：d；0；N₂；CN^-；
③E为Cl，D为O，则ED₄^-离子为ClO₄^-，根据VSEPR理论，中心Cl原子的配位原子数BP=4，孤电子对数为LP=$\frac{7-2×4+1}{2}$=0，则价电子对数为VP=BP+LP=4+0=4，空间构型为正四面体，
B为C，C为N，则B、C、D、E原子相互化合形成的分子中，所有原子都满足最外层8电子稳定结构的化学式为CO₂、NCl₃（CCl₄、CO），
故答案为：正四面体；CO₂、NCl₃（CCl₄、CO）．

点评 本题考查物质结构知识，包含配合物的知识，氢键的性质，元素周期表的区，价层电子对互斥理论，等电子体原理，配位体的知识，考查较为综合，题目难度中等．