Question

铜及其化合物在工业生产及生活中用途非常广泛。回答下列问题：

（1）基态铜原子价电子排布式为____________；第一电离能I(Cu)________I (Zn)（填“＞”或“＜”）

（2）配合物[Cu (CH₃CN) ₄] BF₄[四氟硼酸四(乙腈)合铜(Ⅰ)]是有机合成中常见催化剂。

①该配合物中阴离子的空间构型为__________，与其互为等电子体的分子或离子是________（各举1例）。

②配体分子中与Cu(I) 形成配位键的原子为____________；配体CH₃CN 中：碳原子杂化方式是______。

（3）已知Cu₂O 熔点为1235 ℃，K₂O 熔点为770℃，Cu₂O 属于____晶体，前者熔点较高，其原因是______________________________________________________________________________

（4）Cu₃N 的晶胞（立方）结构如下图所示：

①距离最近的两个Cu⁺间的距离为________nm。（保留两位小数）

②Cu₃N 晶体的密度为____________ g·cm^-3。（列出计算式，不必计算出结果）

Answer

3d104s1 ＜ 正四面体 CCl4 PO43- SO42- ClO4- N sp sp3 离子 Cu+离子半径比K+小，晶格能大 0.27 或

【解析】试题分析：本题考查价电子排布式的书写、第一电离能大小的比较、空间构型的判断、等电子体的书写、晶体类型的判断和熔点高低的比较、晶胞的分析和计算。

（1）Cu的原子序数为29，Cu原子核外有29个电子，基态Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，价电子排布式为3d104s1。Cu的价电子排布式为3d104s1，Zn的价电子排布式为3d104s2较稳定，所以第一电离能：I（Cu）I（Zn）。

（2）①配合物中阴离子为BF4-，BF4-中中心原子B上的孤电子对数=（3+1-41）=0，成键电子对数为4，价层电子对数为0+4=4，VSEPR模型为正四面体型，由于B上没有孤电子对，BF4-的空间构型为正四面体型。用替代法，与其互为等电子体的分子有CF4、CCl4、SiF4等，离子有SO42-、PO43-、ClO4-等。

②配体CH3CN中N上有孤电子对，与Cu（I）形成配位键的原子为N。配体CH3CN的结构式为，其中-CH3上C为sp3杂化，-CN上C为sp杂化。

（3）Cu2O的熔点较高，Cu2O属于离子晶体。Cu2O的熔点高于K2O的原因是：Cu2O和K2O都属于离子晶体，Cu+的离子半径小于K+的离子半径，Cu2O的晶格能大于K2O的晶格能，Cu2O的熔点高于K2O。

（4）用“均摊法”，晶胞中大白球的个数：8=1个，小黑球：12=3，根据化学式Cu3N，大白球为N3-，小黑球为Cu+。

①根据图示，距离最近的两个Cu+间的距离为0.381nm=0.27nm。

②晶胞的体积为（0.38110-7）3cm3，1mol晶体的体积为NA（0.38110-7）3cm3=NA0.381310-21cm3，1mol晶体的质量为（364+14）g=206g，Cu3N晶体的密度为1021g/cm3。