Question

2．銅（Cu）是重要的金屬，Cu的化合物在科學研究和工業(yè)生產中具有許多用途，如CuSO₄溶液常用作電解液、電鍍液等．請回答以下問題：
（1）SO₄^2-的立體構型是正四面體，其中S原子的雜化軌道類型是sp³
（2）元素金（Au）處于周期表中的第六周期，與Cu同族，Au原子最外層電子排布為6s¹；一種銅金合金晶體具有立方最密堆積的結構，在晶胞中Cu原子處于面心、Au原子處于頂點位置，則該合金中Cu原子與Au原子數量之比為3：1；該晶體中，原子之間的作用力是金屬鍵；
（3）上述晶體具有儲氫功能，氫原子可進入到由Cu原子與Au原子構成的四面體空隙中．若將Cu原子與Au原子等同看待，該晶體儲氫后的晶胞結構與CaF₂的結構相似，該晶體儲氫后的化學式為Cu₃AuH₈．

Answer 1

分析 （1）根據SO₄^2-中心原子含有的共價鍵個數與孤電子對個數之和確定其空間構型和雜化方式；
（2）Cu、Au同族，最外層電子數相同，利用均攤法計算晶胞中含有的原子個數來確定原子個數之比，金屬晶體中存在金屬鍵；
（3）CaF₂的結構如，利用均攤法計算．

解答 解：（1）SO₄^2-離子中含有4個σ鍵，沒有孤電子對，所以其立體構型是正四面體，硫原子采取sp³雜化，故答案為：正四面體；sp³；
（2）銅是29號元素，其核外電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，金（Au）處于周期表中的第六周期，與Cu同族，Au原子最外層電子排布為6s¹；在晶胞中Cu原子處于面心，Au原子處于頂點位置，所以該晶胞中含有銅原子個數=6×$\frac{1}{2}$=3，金原子個數=8×$\frac{1}{8}$=1，則該合金中Cu原子與Au原子數量之比為3：1，金屬晶體中作用力為金屬鍵，
故答案為：6s¹；3：1；金屬鍵；
（3）CaF₂的結構如圖，將Cu原子與Au原子等同看待，該晶體儲氫后的晶胞結構與CaF₂的結構相似，Cu原子處于面心，所以晶胞中Cu原子個數為3，Au原子處于頂點位置，所以晶胞中Au原子個數為1，氫原子可進入到由Cu原子與Au原子構成的四面體空隙中，則H原子應位于晶胞內部，則應含有8個H，則化學式為Cu₃AuH₈，
故答案為：Cu₃AuH₈．

點評 本題考查晶胞計算，為高頻考點，把握雜化、電子排布、晶體作用力、均攤法計算等為解答的關鍵，側重分析與應用能力的考查，題目難度中等．