Question

【题目】【选修3:物质结构与性质】铜元素可形成多种重要化合物。回答下列问题:

(1)铜元素位于元素周期表中的_____区,其基态原子的价电子排布图为_________。

(2)往硫酸铜溶液中加入过量氨水,可形成[Cu(NH3)4]SO4溶液,该溶液可用于溶解纤维素。

①[Cu(NH3)4]SO4中阴离子的立体构型是__________。

②在[Cu(NH3)4]SO4中,Cu2+与NH3之间形成的化学键称为______，提供孤电子对的成键原子是_________。

③除硫元素外，[Cu(NH3)4]SO4中所含元素的电负性由小到大的顺序为________。

④NF3与NH3的空间构型相同，中心原子的轨道杂化类型均为_________。但NF3不易与Cu2+形成化学键，其原因是_______________。

(3)一种Hg-Ba-Cu-O高温超导材料的晶胞(长方体)如图所示。

①该物质的化学式为__________。

②已知该晶胞中两个Ba2+的间距为cpm.则距离Ba2+最近的Hg+数目为_____个，二者的最短距离为_______pm。(列出计算式即可，下同)

③设该物质的摩尔质量为M,阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为______g·cm-3。

Answer 1

【答案】 ds 正四面体 配位键 N Cu<H<N<O sp3 F的电负性比N大,N-F成键电子对向F偏移，导致NF3中N原子核对其孤对电子的吸引能力增强,难以形成配位键，故NF3不易与Cu2+形成配离子 HgBa2CuO4 4

【解析】（1）Cu是29号元素，原子核外电子数为29，位于元素周期表中的ds区。Cu基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1，价电子排布式为：3d104s1，价电子排布图为：。

故答案为：ds；；

（2）①SO42-中S原子的孤对电子对数=，价层电子对数=4+0=4，离子空间构型为正四面体。

故答案为：正四面体；

②Ni2+提供空轨道，NH3中N原子含有孤电子对，二者之间形成配位键。

故答案为：配位键；N；

③非金属性越强，电负性越大，同周期主族元素从左至右电负性增强，故电负性H＜N＜O，Cu为金属元素，吸引电子的能力非常弱，故电负性最弱。故电负性大小顺序为：Cu<H<N<O。

故答案为：Cu<H<N<O；

④NH3中N原子杂化轨道数为（5+3）÷2=4，采取sp3杂化方式；F的电负性比N大,N-F成键电子对向F偏移，导致NF3中N原子核对其孤对电子的吸引能力增强,难以形成配位键，故NF3不易与Cu2+形成配离子。

故答案为：sp3；F的电负性比N大,N-F成键电子对向F偏移，导致NF3中N原子核对其孤对电子的吸引能力增强,难以形成配位键，故NF3不易与Cu2+形成配离子。

（3）①该晶胞中Ba原子个数=2；Hg原子个数=8×=1；Cu原子个数=4×=1；O原子的个数=8×+4×=4，故化学式为HgBa2CuO4；

故答案为：HgBa2CuO4；

②根据晶胞结构图知，以下面的Ba2+为例，周围距离最近且等距离的分布在下底面的4个顶点上，所以距离Ba2+最近的Hg+数目为4个。Ba2+离下底面面心的距离为 pm，设Ba2+与Hg+的最短距离为x，则有x2=()2+（）2，解得x= pm.

故答案为： ；

③该晶胞的质量= ，体积=a2b pm3= a2b (10-10cm)3= a2b×10-30cm3；所以该晶体的密度= 。

故答案为： 。