Question

9．磷化銅（Cu₃P₂）用于制造磷青銅、磷青銅是含少量錫、磷的銅合金，主要用作耐磨零件和彈性原件．
（1）基態(tài)銅原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹；價(jià)電子中成對(duì)電子數(shù)有10個(gè)．
（2）磷化銅與水作用產(chǎn)生有毒的磷化氫（PH₃）．
①PH₃分子中的中心原子的雜化方式是sp³．
②P與N同主族，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：HNO₃＞H₃PO₄（填“＞”或“＜”），從結(jié)構(gòu)的角度說(shuō)明理由：因?yàn)镠NO₃分子結(jié)構(gòu)中含有2個(gè)非烴基氧原子，比H₃PO₄中多1個(gè)．
（3）磷青銅中的錫、磷兩元素電負(fù)性的大小為Sn＜P（填“＞”“＜”或“=”）．
（4）某磷青銅晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示．
①則其化學(xué)式為SnCu₃P．
②該晶體中距離Cu原子最近的Sn原子有4個(gè)，這些Sn原子所呈現(xiàn)的構(gòu)型為平面正方形．
③若晶體密度為8.82g/cm³，最近的Cu原子核間距為$\frac{\sqrt{2}}{2}$×$\root{3}{\frac{342}{{N}_{A}×8.82}}$×10¹⁰pm（用含N_A的代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析 （1）處于最低能量的原子叫做基態(tài)原子，基態(tài)電子排布遵循能量最低原理、保里不相容原理和洪特規(guī)則，根據(jù)元素符號(hào)，判斷元素原子的核外電子數(shù)，再根據(jù)核外電子排布規(guī)律來(lái)寫(xiě)，銅原子價(jià)電子3d¹⁰4s¹，其中成對(duì)電子數(shù)10個(gè)；
（2）①價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ 鍵+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)，PH₃雜化軌道數(shù)是4；
②非金屬性越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性越強(qiáng)；結(jié)合硝酸分子中羥基數(shù)和磷酸分子中羥基數(shù)分析判斷；
（3）根據(jù)元素的電負(fù)性在周期表中的遞變規(guī)律判斷，同周期元素從左到右元素的電負(fù)性逐漸增強(qiáng)，同主族元素從上到下電負(fù)性逐漸減弱；
（4）①晶體中P原子位于中心，含有一個(gè)磷原子，立方體每個(gè)面心喊一個(gè)Cu，每個(gè)Cu分?jǐn)偨o一個(gè)晶胞的占$\frac{1}{2}$，立方體頂角Sn分?jǐn)偨o每個(gè)晶胞的原子為$\frac{1}{8}$，據(jù)此得到化學(xué)式；
②晶體中距離Cu原子最近的Sn原子在每個(gè)面上對(duì)角線頂端；
③設(shè)立方體邊長(zhǎng)為x，銅原子間最近距離為a，則a²=（$\frac{x}{2}$）²+（$\frac{x}{2}$）²，a=$\frac{\sqrt{2}}{2}$x，結(jié)合密度ρ=$\frac{m}{V}$，V=x³，1個(gè)晶胞質(zhì)量m=$\frac{342}{{N}_{A}}$g，計(jì)算x得到銅原子間最近距離；

解答 解：（1）Cu元素為29號(hào)元素，原子核外有29個(gè)電子，所以核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹，銅原子價(jià)電子3d¹⁰4s¹，其中成對(duì)電子數(shù)10個(gè)，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹；10；
（2）①．PH₃分子中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)P數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+$\frac{1}{2}$（5-3×1）=4，所以磷原子采用sp³雜化，
故答案為：sp³；
②非金屬性N＞P，對(duì)應(yīng)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性為HNO₃＞H₃PO₄，從結(jié)構(gòu)的角度因?yàn)镠NO₃分子結(jié)構(gòu)中含有2個(gè)非烴基氧原子，比H₃PO₄中多1個(gè)，酸性為HNO₃＞H₃PO₄，
故答案為：＞；因?yàn)镠NO₃分子結(jié)構(gòu)中含有2個(gè)非烴基氧原子，比H₃PO₄中多1個(gè)；
（3）磷青銅中的錫、磷兩元素電負(fù)性的大小為Sn＜P，
故答案為：＜；
（4）①，晶體中P原子位于中心，含有一個(gè)磷原子，立方體每個(gè)面心喊一個(gè)Cu，每個(gè)Cu分?jǐn)偨o一個(gè)晶胞的占$\frac{1}{2}$，立方體頂角Sn分?jǐn)偨o每個(gè)晶胞的原子為$\frac{1}{8}$，據(jù)此得到化學(xué)式SnCu₃P，
故答案為：SnCu₃P；  
 ②該晶體中距離Cu原子最近的Sn原子有4個(gè)，這些Sn原子所呈現(xiàn)的構(gòu)型為平面正方形，
故答案為：4；平面正方形；
  ③摩爾質(zhì)量=342g/mol，則一個(gè)晶胞質(zhì)量$\frac{342}{{N}_{A}}$g，設(shè)立方體邊長(zhǎng)為x，銅原子間最近距離為a，則a²=（$\frac{x}{2}$）²+（$\frac{x}{2}$）²，a=$\frac{\sqrt{2}}{2}$x，結(jié)合密度ρ=$\frac{m}{V}$，
V=x³=$\frac{\frac{342}{{N}_{A}}g}{8.82g/c{m}^{3}}$=$\frac{342}{{N}_{A}×8.82}$cm³，x=$\root{3}{\frac{342}{{N}_{A}×8.82}}$cm，
a=$\frac{\sqrt{2}}{2}$x=$\frac{\sqrt{2}}{2}$×$\root{3}{\frac{342}{{N}_{A}×8.82}}$cm═$\frac{\sqrt{2}}{2}$×$\root{3}{\frac{342}{{N}_{A}×8.82}}$×10¹⁰pm，
故答案為：$\frac{\sqrt{2}}{2}$×$\root{3}{\frac{342}{{N}_{A}×8.82}}$×10¹⁰．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原子核外電子排布、元素電離能、電負(fù)性大小比較、原子雜化方式、晶胞計(jì)算等，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．