Question

【题目】中国科学院研究员马大为以氨基酸铜的络合物为催化剂实现了碳氮键的高效构筑，为含苯胺片段的药物及材料的合成提供了一种简便、实用的方法，马大为借助这一研究也获得了“未来科学大奖物质科学奖”。如图是一种氨基酸铜的络合物的结构简式。

回答下列问题：

基态铜原子的最外层电子所处的原子轨道的形状为________，某同学查阅资料发现铜有价，则基态的价电子轨道表达式为________。

、C、N、O四种元素的第一电离能由大到小的顺序为________用元素符号表示；该氨基酸铜中碳原子的杂化方式为________；氨基酸铜中含有________键。

、O元素可形成多种微粒，的空间构型为________，写出一种与互为等电子体的分子的化学式：________。

铜晶体是面心立方结构，铜晶体的空间利用率为________；配位数为________。

铜元素与氮元素形成的一种晶体的立方晶胞如图所示，该晶体的化学式为________，两个最近的氮原子之间的距离为anm，表示阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为________用含a、的代数式表示。

Answer 1

【答案】球形 、 2 正四面体形 12

【解析】

为29号元素，基态Cu原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1；

(2)C、N、O为同周期主族元素，第一电离能随核电荷数增大呈增大趋势，但N的2p轨道为半充满结构，相对稳定；

中N的杂化轨道数，采用杂化；

铜晶体为面心立方结构，设Cu的原子半径为r，则边长a与半径r满足，求得，据此计算空间利用率；

每个晶胞含有Cu：，含有N：，故晶体的化学式为，每个晶胞的质量，晶胞的体积，再结合计算即可。

为29号元素，最外层为span>4s电子，s原子轨道呈球形；基态的价电子轨道表达式为：；

的2p轨道为半充满结构，故N的第一电离能比C和O大，Cu为金属，第一电离能最小，故第一电离能：；该氨基酸铜中含有双键的碳原子杂化方式为，以单键连接其它原子的杂化方式为；中有一个键，故1mol氨基酸铜含有键；

中N的杂化轨道数，采用杂化，空间构型为正四面体形；与原子总数相同，价电子总数相同，互为等电子体；

铜晶体为面心立方结构，设Cu的原子半径为r，则边长a与半径r满足，求得，所以空间利用率，每个铜原子距离最近的铜原子数为12，配位数为12；

每个晶胞含有Cu：，含有N：，故晶体的化学式为，每个晶胞的质量，晶胞的体积，故晶胞的密度。