Question

【題目】銅,鋅元素的化合物種類很多，我們可以利用所學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的相關(guān)知識(shí)去認(rèn)識(shí)和理解它們。

（1）CuSO4和Cu(NO3)2是自然界中重要的銅鹽。

① CuSO4和Cu(NO3)2中陽離子的基態(tài)價(jià)層電子排布式為_______________。

② S、O、N三種元素的第一電離能由大到小為_____________。

③ CuSO4的熔點(diǎn)為560℃，Cu(NO3)2的熔點(diǎn)為115℃，CuSO4熔點(diǎn)更高的原因是________。

（2）硫酸銅溶液中滴入氨基乙酸鈉（H2NCH2COONa）即可得到配合物A，其結(jié)構(gòu)如圖所示。請(qǐng)回答下列問題：

① 配合物A中N原子的軌道雜化類型為__________。

② 1 mol配合物A含有σ鍵的數(shù)目為_____________。

（3）立方ZnS晶體的密度為ρg·cm-3， 其晶胞結(jié)構(gòu)如圖。S2－周圍等距離且最近的Zn2+、S2－依次為______、______；ZnS晶胞中的晶胞參數(shù)a=________nm(列出計(jì)算式)。

Answer 1

【答案】 3d9 N>O>S CuSO4和Cu(NO3)2均為離子晶體，SO42-所帶電荷比NO3-大，故CuSO4晶格能較大，熔點(diǎn)較高 sp3 20mol 4 12

【解析】（1）① CuSO4和Cu(NO3)2中陽離子為Cu2+，Cu為29號(hào)元素，其基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，轉(zhuǎn)變成Cu2+時(shí)，首先失去最外層能量最高的4s電子，然后失去能量稍低的3d電子，所以Cu2+基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p63d9，基態(tài)外圍電子排布式為3d9。② S和O位于同一主族，S在O的下方，所以O的第一電離能更大；N和O位于同一周期，N位于O的左側(cè)，但是由于N的電子排布為1s22s22p3，2p為半充滿狀態(tài)，所以N的第一電離能更大，即第一電離能：N>O>S。③ CuSO4和Cu(NO3)2均為離子晶體，熔點(diǎn)的大小取決于晶體的晶格能，組成中，由于SO42-帶有2個(gè)單位負(fù)電荷，而NO3-只有一個(gè)單位負(fù)電荷，所以CuSO4晶體晶格能更大，熔點(diǎn)更高。（2）①配合物A中N原子連接1個(gè)H原子和2個(gè)C原子，無孤對(duì)電子，因此其雜化方式為sp3。②兩個(gè)五元環(huán)各5個(gè)σ鍵，2個(gè)N原子連接的另外4個(gè)H原子共有4個(gè)σ鍵，環(huán)上下2個(gè)C原子各連接2個(gè)H原子共4個(gè)σ鍵，環(huán)連接的O原子含有1個(gè)σ鍵，所以σ鍵總數(shù)為5+5+4+4+2=20。（3）ZnS晶胞結(jié)構(gòu)中S2－周圍等距離且最近的Zn2+為4，S2－周圍等距離且最近的S2－依次為12；ZnS晶胞中的晶胞參數(shù)a為xnm，則晶胞的體積為(x×10-6cm)3，晶胞中含有4個(gè)ZnS，則1mol晶胞的質(zhì)量為97×4g，1mol晶胞的體積為(x×10-7cm)3×6.02×1023，則ZnS晶體的密度為ρg·cm-3=(97×4g)÷[(x×10-7cm)3×6.02×1023]，解得x=nm。