Question

铜是重要金属，Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途，
如CuSO₄溶液常用作电解液、电镀液等．请回答以下问题：
（1）Cu位于元素周期表

 

 族．Cu²⁺的核外电子排布式为

 

．
（2）SO₄^2-的立体构型是

 

，其中S原子的杂化轨道类型是

 

．
（3）Cu₂O的熔点比Cu₂S的

 

（填“高”或“低”）
（4）一种铜合金晶体具有面心立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中．若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构为CaF₂的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为

 

．

Answer 1

考点：晶胞的计算,原子核外电子排布,判断简单分子或离子的构型,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：原子组成与结构专题,化学键与晶体结构

分析：（1）铜是29号元素，位于周期表中第四周期，第ⅠB族，根据原子核外电子排布规律可写出Cu²⁺的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹，据此答题；
（2）根据SO₄^2-中心原子含有的共价键个数与孤电子对个数之和确定其空间构型和杂化方式；
（3）因为氧离子的半径小于硫离子，根据离子半径对晶格能的影响可知，半径越小晶格能越大，物质的熔沸点就越高，据此判断；
（4）CaF₂的结构如，利用均摊法计算．

解答： 解：（1）铜是29号元素，位于周期表中第四周期，第ⅠB族，根据原子核外电子排布规律可写出Cu²⁺的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹，
故答案为：ⅠB；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹；
（2）SO₄^2-离子中含有4个σ键，没有孤电子对，所以其立体构型是正四面体，硫原子采取sp³杂化；
故答案为：正四面体，sp³；
（3）因为氧离子的半径小于硫离子，根据离子半径对晶格能的影响可知，半径越小晶格能越大，物质的熔沸点就越高，所以Cu₂O的熔点比Cu₂S的高，故答案为：高；
（4）CaF₂的结构如图，Cu原子处于面心，所以晶胞中Cu原子个数为6×

1

2

=3，Au原子处于顶点位置，所以晶胞中Au原子个数为8×

1

8

=1，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中，则H原子应位于晶胞内部，则应含有8个H，则化学式为Cu₃AuH₈，
故答案为：Cu₃AuH₈．

点评：本题主要考查了离子空间构型、杂化轨道、核外电子排布、晶胞的计算，中等难度，解题的难点在第（4）中对常见晶胞要熟记．