Question

17．銅、錳及其合金是人類常用的金屬材料．
（1）向一定物質(zhì)的量濃度的Cu（NO₃）₂和Mn（NO₃）₂溶液中加入Na₂CO₃溶液，所得沉淀經(jīng)高溫灼燒，可制得CuMn₂O₄．
①寫出基態(tài)Mn原子的價(jià)電子排布式為3d⁵4s²．
②CO₃^2-的空間構(gòu)型是平面三角形（用文字描述）．
（2）在銅錳氧化物的催化下，CO被氧化為CO₂，HCHO被氧化為CO₂和H₂O．
①根據(jù)等電子體原理，CO分子的結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè)．
②CO₂分子中C原子軌道的雜化類型為sp．
③1 mol甲醛（HCHO）分子中所含σ鍵的數(shù)目為3×6.02×10²³．
（3）科學(xué)家通過X射線推測膽礬中既含有配位鍵，又含有氫鍵，其結(jié)構(gòu)示意圖可簡單表示如圖：
①膽礬的化學(xué)式用配合物的形式表示為[Cu（H₂O）₄]SO₄•H₂O．
②膽礬中SO₄^2-的空間構(gòu)型為正四面體，H₂O中O原子的雜化類型為sp³雜化．

Answer 1

分析 （1）①M(fèi)n原子核外電子數(shù)為25，根據(jù)能量最低原理可書寫Mn的基態(tài)原子的價(jià)電子排布式；
②計(jì)算C原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)、孤電子對(duì)數(shù)，進(jìn)而確定其空間構(gòu)型；
（2）①原子數(shù)目和價(jià)電子總數(shù)相同微粒互為等電子體，CO與N₂互為等電子體，二者結(jié)構(gòu)相似，CO分子中原子之間形成三鍵；
②CO₂的結(jié)構(gòu)式為O=C=O，根據(jù)σ鍵數(shù)目判斷；
③甲醛的結(jié)構(gòu)式為，單鍵為σ鍵，雙鍵含有1個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵；
（3）①Cu²⁺提供空軌道，水中氧原子提供孤對(duì)電子，Cu²⁺與4個(gè)水分子之間形成配位鍵，另外的水分子、硫酸根及配離子通過氫鍵結(jié)合；
②計(jì)算SO₄^2-中S原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)、孤電子對(duì)數(shù)確定空間構(gòu)型，H₂O中O原子形成2個(gè)σ鍵，含有2對(duì)孤電子對(duì)，雜化軌道數(shù)目為4．

解答 解：（1）①M(fèi)n原子核外電子數(shù)為25，基態(tài)原子的電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，價(jià)電子電子排布式可為3d⁵4s²，
故答案為：3d⁵4s²；
②CO₃^2-中C原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3+$\frac{4+2-2×3}{2}$=4、沒有孤對(duì)電子，其空間構(gòu)型為平面三角形，
故答案為：平面三角形；
（2）①CO與N₂互為等電子體，二者結(jié)構(gòu)相似，CO分子中原子之間形成三鍵，故其結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè)，
故答案為：C≡O(shè)；
②CO₂的結(jié)構(gòu)式為O=C=O，C原子形成2個(gè)σ鍵，沒有孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為2，采取sp雜化，
故答案為：sp；
③甲醛的結(jié)構(gòu)式為，單鍵為σ鍵，雙鍵含有1個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵，分子含有3個(gè)σ鍵，1 mol甲醛（HCHO）分子中所含σ鍵的數(shù)目為3×6.02×10²³，
故答案為：3×6.02×10²³；
（3）①Cu²⁺提供空軌道，水中氧原子提供孤對(duì)電子，Cu²⁺與4個(gè)水分子之間形成配位鍵，另外的水分子、硫酸根及配離子通過氫鍵結(jié)合，膽礬的化學(xué)式用配合物的形式表示為：[Cu（H₂O）₄]SO₄•H₂O，
故答案為：[Cu（H₂O）₄]SO₄•H₂O；
②SO₄^2-中S原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4+$\frac{6+2-2×4}{2}$=4、沒有孤電子對(duì)，其空間構(gòu)型為正四面體，H₂O中O原子形成2個(gè)σ鍵，含有2對(duì)孤電子對(duì)，雜化軌道數(shù)目為4，O原子采取sp³雜化，
故答案為：正四面體；sp³雜化．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及核外電子排布、雜化方式、空間構(gòu)型、等電子體、化學(xué)鍵、配合物等，注意對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解掌握．