Question

17．銅及其合金是人類最早使用的金屬材料．
（1）銅元素在周期表中的位置是第四周期第ⅠB族；銅離子的價(jià)電子排布圖是；
（2）Cu²⁺能與NH₃、H₂O、Cl^-等形成配位數(shù)為4的配合物，[Cu（NH₃）₄]²⁺具有對稱的空間構(gòu)型，其結(jié)構(gòu)簡式（必須將配位鍵表示出來）是；名稱是四氨合銅離子；[Cu（NH₃）₄]²⁺中的兩個(gè)NH₃被兩個(gè)Cl^-取代，能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，則[Cu（NH₃）₄]²⁺的空間構(gòu)型為平面正方形；
（3）根據(jù)價(jià)層電子對互斥模型，預(yù)測SO₄^2一的空間構(gòu)型為正四面體形，與SO₄^2-屬于等電子體的離子有PO₄^3-、ClO₄^-；（試寫兩例）
（4）銅與類鹵素（SCN）₂反應(yīng)生成Cu（SCN）₂，1mol（SCN）₂中含有π鍵的數(shù)目為4N_A，類鹵素（SCN）₂對應(yīng)的酸有兩種，理論上硫氰酸（H-S-C≡N ）的沸點(diǎn)低于異硫氰酸（H-N=C=S）的沸點(diǎn)，其原因是異硫氰酸分子間可形成氫鍵，而硫氰酸不能．

Answer 1

分析 （1）Cu元素原子核外電子數(shù)為29，外圍電子排布式為3d¹⁰4s¹；Cu原子失去4s、3d能級的1個(gè)電子形成Cu²⁺；
（2）[Cu（NH₃）₄]²⁺中銅離子含有空軌道、氨分子中N原子含有孤電子對，二者形成配位鍵，配位鍵由含有孤電子對的原子指向含有空軌道的原子，據(jù)此畫出其結(jié)構(gòu)簡式；四氨合銅離子形成4個(gè)配位鍵，具有對稱的空間構(gòu)型，可能為平面正方形或正四面體，如為正四面體，[Cu（NH₃）₄]²⁺中的兩個(gè)NH₃被兩個(gè)Cl^-取代，只有一種結(jié)構(gòu)；
（3）根據(jù)SO₄^2-中心原子含有的共價(jià)鍵個(gè)數(shù)與孤電子對個(gè)數(shù)之和確定其空間構(gòu)型；原子總數(shù)、價(jià)電子總數(shù)相同的離子也是等電子體；
（4）根據(jù)（SCN）₂分子結(jié)構(gòu)式為N≡C-S-S-C≡N計(jì)算；分子間有氫鍵的能使物質(zhì)熔沸點(diǎn)升高．

解答 解：（1）Cu元素原子核外電子數(shù)為29，外圍電子排布式為3d¹⁰4s¹，則銅位于第四周期第IB族元素；Cu原子失去4s、3d能級的1個(gè)電子形成Cu²⁺，其價(jià)電子排布圖為：，故答案為：第四周期第IB族；；
（2）[Cu（NH₃）₄]²⁺中銅離子含有空軌道、氨分子中N原子含有孤電子對，二者形成配位鍵，配位鍵由含有孤電子對的原子指向含有空軌道的原子，據(jù)此畫出其結(jié)構(gòu)簡式：；四氨合銅離子形成4個(gè)配位鍵，具有對稱的空間構(gòu)型，可能為平面正方形或正四面體，如為正四面體，[Cu（NH₃）₄]²⁺中的兩個(gè)NH₃被兩個(gè)Cl^-取代，只有一種結(jié)構(gòu)，所以應(yīng)為平面正方形，
故答案為：；四氨合銅離子；平面正方形；
（3）SO₄^2-中心原子含有4個(gè)σ鍵，孤電子對數(shù)=$\frac{1}{2}$（6+2-4×2）=0，所以其空間構(gòu)型為正四面體結(jié)構(gòu)；SO₄^2-屬于等電子體的離子團(tuán)有PO₄^3-、ClO₄^-，
故答案為：正四面體；PO₄^3-、ClO₄^-；
（4）（SCN）₂分子結(jié)構(gòu)式為N≡C-S-S-C≡N，1個(gè)N≡C鍵中有1個(gè)σ鍵，其余兩個(gè)為π鍵，1mol（SCN）₂分子中含有π鍵的數(shù)目4N_A，異硫氰酸（H-N=C=S）分子中N原子上連接有H原子，分子間能形成氫鍵，故沸點(diǎn)高，
故答案為：4N_A；異硫氰酸分子間可形成氫鍵，而硫氰酸不能．

點(diǎn)評 本題考查了原子結(jié)構(gòu)、配合物成鍵情況等知識(shí)，題目難度中等，明確分析配合物成鍵情況的方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及靈活應(yīng)用能力．