Question

[化学——选修3：物质结构与性质]

黄铜专指铜锌合金，始于明代《明会典》，古代黄铜主要用于铸币和铸造雕塑。回答下列问题：

（1）Zn元素在周期表中的位置为_____________，基态Zn²⁺外围电子排布式为_____________。

（2）硝酸铜溶液可与乙二胺（）形成配位化合物[Cu(en)₂](NO₃)₂（“en”表示乙二胺）。

①NO₃^-的空间构型为_____________。

②Cu²⁺与乙二胺分子之间存在的化学键类型为______________，在乙二胺分子中提供孤电子对的原子是_____________。

③在乙二胺分子中C的杂化轨道类型是_____________。

④乙二胺的沸点116℃，而相对分子质量比乙二胺大1的三甲胺（）的沸点只有2.87℃，其原因是___________________________________。

（3）铜的晶胞实物堆积模型如图所示，设铜的密度为ρg·cm^-3。

①铜的晶体堆积方式为_____________。

②铜晶胞参数a=_____________cm（列出式子即可，设铜的摩尔质量为Mg·mol^-1，阿伏伽德罗常数值为N_A）。

Answer

第4周期ⅡB族 3d10 平面三角形 配位键 氮原子（或N） sp3 乙二胺分之间存在氢键，三甲铵分子间不存在氢键 面心立方最密堆积

【解析】（1）Zn的核电荷数为30，其在周期表中的位置为第4周期ⅡB族，其电子排布式为[Ar]3d104s2，则基态Zn2+外围电子排布式为3d10；

（2）①NO3-中N原子形成3个δ键，孤对电子数为=0，所以中心原子为sp2杂化，立体构型为平面三角形；

②配合物中Cu2+与配体乙二胺分子之间存在的化学键类型为配位键，在乙二胺分子中只有N原子有未成键的孤对电子，则提供孤电子对的原子是N原子；

③在乙二胺分子中碳原子以单键连接4个原子为四面体结构，为sp3杂化；

④分子之间可以形成氢键使物质的溶沸点升高，乙二胺（H2N-CH2-CH2-NH2）分子之间可以形成氢键，三甲胺[N（CH3）3]分子之间不能形成氢键，故乙二胺的沸点较高；

（3）①图所示晶胞属于面心立方最密堆积，则晶体Cu的堆积方式为面心立方最密堆积；

②一个Cu晶胞中Cu原子的数目为8+6×=4，晶胞质量m=g，晶体的体积为a3cm3，则铜的密度为==ρg·cm-3，解得：a=cm。

点睛：把握常见分子中原子的杂化及空间构型为解答的关键，根据价层电子对互斥理论确定分子空间构型及中心原子杂化方式，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数，σ键个数=配原子个数，孤电子对个数=（a-xb），a指中心原子价电子个数，x指配原子个数，b指配原子形成稳定结构需要的电子个数．根据n值判断杂化类型：一般有如下规律：当n=2，sp杂化；n=3，sp2杂化；n=4，sp3杂化；中心原子的杂化类型为sp2，说明该分子中心原子的价层电子对个数是3，无孤电子对数，空间构型是平面三角形。