Question

【題目】銅是人類最早使用的金屬之一。

（1）銅元素基態(tài)原子的價電子排布式為_______，其核外能級能量的高低3d______4s（填“>”、“<”或“=”）

（2）Cu與元素A能形成如下圖所示的兩種化合物甲和乙。元素A是短周期非金屬元素，A的常見氧化物常溫下為液態(tài)，其熔沸點比同主族其他元素的氧化物高。

① 兩種化合物的化學(xué)式分別為：甲___________，乙___________。

② 熱穩(wěn)定性甲_________乙（填“>”、“<”或“=”），試從原子結(jié)構(gòu)上解釋原因____。

（3）銅離子形成的某種配合物陽離子具有軸向狹長的八面體結(jié)構(gòu)（如下圖）。

已知兩種配體都是10電子的中性分子，且都含氫元素。

① 兩種配體分子的配位原子電負性大小為______（填元素符號），其中熱穩(wěn)定性較弱的配體為（用電子式表示）__________。

② 該配合物陽離子與SO42-形成的配合物X的化學(xué)式為_________.

（4）Cu單質(zhì)的晶體為面心立方堆積，其晶胞立方體的邊長為acm, Cu的相對原子質(zhì)量為63.5，單質(zhì)Cu的密度為ρg/cm3,則阿伏加德羅常數(shù)可表示為_____mol-1（含“a、ρ的代數(shù)式表示）。

Answer 1

【答案】 3d104s1 > CuO Cu2O ＜ Cu2O中Cu的d軌道為全充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定 O>N [Cu(H2O)2(NH3)4]SO4 254/(ρa3)

【解析】(1)銅原子核電荷數(shù)為29，其基態(tài)原子的電子排布式為[Ar]3d104s1 ，則價電子排布式為3d104s1 ，根據(jù)能級圖可知其核外能級能量的高低3d＞4s；

(2)元素A是短周期非金屬元素，A的常見氧化物常溫下為液態(tài)，其熔沸點比同主族其他元素的氧化物高，可知A為氧元素；

① 甲中氧原子數(shù)目為8×+4×+2×+1=4，Cu原子數(shù)為4，則甲的化學(xué)式為CuO；乙中氧原子數(shù)目為8×+1=2，Cu原子數(shù)為4，則乙的化學(xué)式為Cu2O；

② 因 Cu2O中Cu+的電子排布式為[Ar]3d10，而CuO中Cu2+的電子排布式為[Ar][Ar]3d9，明顯Cu+的d軌道為全充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定，故穩(wěn)定性CuO＜Cu2O；

(3)兩種配體都是10電子的中性分子，且都含氫元素，可知兩配體分別為H2O和NH3；

① 兩種配體分子中N和O均有孤對電子，可與中心原子間形成配位鍵，O的非金屬性比N強，即電負性O>N，且NH3的穩(wěn)定性小于H2O，NH3的電子式為；

② 由該配合物陽離子的結(jié)構(gòu)可知含有4個NH3和2個H2O，則與SO42-形成的配合物X的化學(xué)式為 [Cu(H2O)2(NH3)4]SO4 ；

(4)由晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知，晶體的堆積模型為面心立方密堆積，晶胞中原子數(shù)目為6×+8×=4，晶胞質(zhì)量為4×63.5g÷NA，晶胞體積為(a cm)3，則4×63.5g÷NA=ρg/cm3×(a cm)3，故NA=254/(ρa3)mol-1。