Question

【題目】溴化銅(II)甲基咪唑配合物是一種制備有機(jī)玻璃的催化劑，其合成方法如下：

（1）銅元素位于周期表中第_____族，寫出基態(tài)Cu2+的電子排布式_______。

（2）與互為等電子體的陰離子為_______。

（3）中心原子的雜化方式為_________。

（4）MIm中含σ鍵與π數(shù)目之比為__________。

（5）一種銅的溴化物晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。

由圖中P點(diǎn)和Q點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)，可確定R點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為______。

（6）Cu晶體的堆積方式為面心立方最密堆積，設(shè)Cu原子半徑為a，晶體中Cu原子的配位數(shù)為________，晶體的空間利用率為_______________。

Answer 1

【答案】ⅠB 1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9 (或其它合理答案) sp3 9：2 (，，) 12 74.76%

【解析】

(1)Cu失電子時(shí)，先失4s電子；

(2)等電子體具有相同的原子數(shù)和價(jià)電子總數(shù)；

(3)中心原子的雜化方式可根據(jù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)的計(jì)算結(jié)果作出判斷；

(4)MIm結(jié)構(gòu)為，含2個(gè)雙鍵、7個(gè)單鍵，依此可計(jì)算σ鍵和π鍵數(shù)；

(5)可將該晶胞切成完全相同的8個(gè)小平行六面體，R便在小平行六面體的體心，依此可判斷其原子坐標(biāo)；

(6)利用均攤法計(jì)算該晶胞所含各種粒子的個(gè)數(shù)，并計(jì)算出Cu的總體積；晶體中距離最近的原子可視著相切，根據(jù)這點(diǎn)可計(jì)算出晶胞的體積，進(jìn)一步便可計(jì)算出空間利用率。

(1)銅元素原子序數(shù)為29，位于周期表中第四周期、ⅠB族，所以Cu電子數(shù)為29，基態(tài)Cu2+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9。答案為：ⅠB；1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9

(2)含5個(gè)原子、價(jià)電子數(shù)為8，所以與之互為等電子體的陰離子有或等離子。答案為：(或其它合理答案)

(3)中，價(jià)層電子對(duì)數(shù)= (中心原子的價(jià)電子數(shù)+配位原子的成鍵電子數(shù)±電荷數(shù))= (6+2)=4，雜化軌道數(shù)4，采取sp3雜化。答案為：sp3

(4)MIm結(jié)構(gòu)為，分子中雙鍵數(shù)2，其中π鍵數(shù)目為2，σ鍵數(shù)目為2；單鍵數(shù)為7，均為σ鍵。所以σ鍵總數(shù)為7+2=9，Mlm中含σ鍵與π數(shù)目之比為9：2。答案為：9：2

(5)圖中P點(diǎn)坐標(biāo)參數(shù)(0，0，0)和Q點(diǎn)原子坐標(biāo)參數(shù)(1，，)，可將晶胞邊長(zhǎng)設(shè)為1，PR點(diǎn)為晶胞對(duì)角線的，則可確定R點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為(，，)。答案為：(，，)

(6)晶胞中Cu原子位于面心、頂點(diǎn)上，屬于面心立方最密堆積；以頂點(diǎn)Cu原子進(jìn)行研究，與之相鄰的原子處于面心，每個(gè)頂點(diǎn)為8個(gè)晶胞共用，每個(gè)面心為2個(gè)晶胞共用，故Cu原子配位數(shù)為；晶胞中Cu原子數(shù)目為8×+6×=4，設(shè)Cu原子半徑為a，則Cu原子總體積為4× πa3，晶胞棱長(zhǎng)=4a×=2a，晶胞體積為(2a)3，晶胞空間利用率= = =74.76%。答案為：12；74.76%