Question

【题目】铜及其化合物在科研和生产中具有广泛用途。回答下列问题：

(l)基态Cu原子的价电子排布图是____。

(2)从核外电子排布角度解释高温下Cu2O比CuO更稳定的原因是____。

(3)铜晶体中Cu原子的堆积方式如图所示，其堆积方式为____，配位数为____.

(4)NH3中N原子的杂化方式是____；C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序是____(用元素符号表示)；SO42-的空间构型是____，与该阴离子互为等电子体的五核微粒有____ (任写1种)。

(5)由铜、钡、钙及铊的氧化物可以制得高温超导体，CaO的熔点比BaO的熔点高，其原因是____。

(6)金铜合金的晶胞如图所示。金铜合金具有储氢功能，储氢后Au原子位于顶点，Cu原子位于面心，H原子填充在由1个Au原子和距Au原子最近的3个Cu原子构成的四面体空隙中，若Cu原子与Au原子的最短距离为a nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体储氢后密度为___________g．cm-3(列出计算式)。

Answer 1

【答案】 亚铜离子核外电子处于稳定的全充满状态 面心立方最紧密堆积 12 sp3 N>O>C 正四面体 PO43-、ClO4- CaO的晶格能大于BaO的晶格能

【解析】

（1）根据基态Cu原子的外围电子排布为写出价电子排布图；

（2）亚铜离子核外电子处于稳定的全充满状态；

（3）根据Cu原子的堆积方式图分析解答；
（4）NH3中N原子价电子对数为4，以此分析杂化方式；同周期元素的第一电离能随核电荷数的增加而增大，但N原子的2p轨道是半充满的稳定状态，所以N元素的第一电离能大于O；SO42-的中心原子硫原子的价层电子对数为=4，没有孤电子对，以此分析空间构型；SO42-的价电子数为32，等电子体具有相同的价电子总数。

（5）CaO和BaO都是离子晶体，Ca2+离子半径小于Ba2+，CaO的晶格能大于BaO的晶格能；

（6）根据均摊法求出一个晶胞的质量和体积，再根据=计算晶体密度。

（1）基态Cu原子的外围电子排布为：3d104s1，则基态Cu原子的价电子排布图为：；

故答案为：；

（2）失去一个电子后，亚铜离子核外电子处于稳定的全充满状态，所以导致高温下Cu2O比CuO稳定；

故答案为：亚铜离子核外电子处于稳定的全充满状态；

（3）晶胞中Cu原子位于面心、顶点上，属于面心立方最密堆积；

以顶点Cu原子研究，与之相邻的原子处于面心，每个顶点为8故晶胞共用，每个面心为2个晶胞共有，故Cu原子配位数为3=12；

故答案为：面心立方最紧密堆积；12；
（4）NH3中N原子价电子对数为4,则杂化方式是sp3；

同周期元素的第一电离能随核电荷数的增加而增大，但N原子的2p轨道是半充满的稳定状态，所以N元素的第一电离能大于O，则C、N、O三元素的第一电离能由大到小的顺序是N>O>C；

SO42-的中心原子硫原子的价层电子对数为=4，没有孤电子对，所以SO42-的空间构型为正四面体；

SO42-的价电子数为32，与SO42-互为等电子体的五核微粒有PO43-、ClO4-等。

故答案为：sp3 ；N>O>C；正四面体；PO43-、ClO4-等；

（5）CaO和BaO都是离子晶体，因为Ca2+离子半径小于Ba2+，CaO的晶格能大于BaO的晶格能，所以CaO的熔点比BaO的熔点高；

故答案为：CaO的晶格能大于BaO的晶格能；

（6）Au原子在晶胞占有的位置为8个顶点，Au原子的个数8=1，Cu原子在晶胞的位置在面心，Cu原子的个数是6=3，H原子在晶胞内部，共有8个，则该晶体一个晶胞的质量为g；

若Cu原子与Au原子的最短距离为a nm，则晶胞立方体的棱长为/span>a nm，一个晶胞的体积为（a10-7cm）3=2a310-21cm3，则该晶体储氢后密度为g．cm-3，

故答案为：。