Question

溴化铜(II)甲基咪唑配合物是一种制备有机玻璃的催化剂，其合成方法如下：

（1）铜元素位于周期表中第_____族，写出基态Cu²⁺的电子排布式_______。

（2）与互为等电子体的阴离子为_______。

（3）中心原子的杂化方式为_________。

（4）MIm中含σ键与π数目之比为__________。

（5）一种铜的溴化物晶胞结构如图所示。

由图中P点和Q点的原子坐标参数，可确定R点的原子坐标参数为______。

（6）Cu晶体的堆积方式为面心立方最密堆积，设Cu原子半径为a，晶体中Cu原子的配位数为________，晶体的空间利用率为_______________。

Answer

ⅠB 1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9 (或其它合理答案) sp3 9：2 (，，) 12 74.76%

【解析】

(1)Cu失电子时，先失4s电子；

(2)等电子体具有相同的原子数和价电子总数；

(3)中心原子的杂化方式可根据价层电子对数的计算结果作出判断；

(4)MIm结构为，含2个双键、7个单键，依此可计算σ键和π键数；

(5)可将该晶胞切成完全相同的8个小平行六面体，R便在小平行六面体的体心，依此可判断其原子坐标；

(6)利用均摊法计算该晶胞所含各种粒子的个数，并计算出Cu的总体积；晶体中距离最近的原子可视着相切，根据这点可计算出晶胞的体积，进一步便可计算出空间利用率。

(1)铜元素原子序数为29，位于周期表中第四周期、ⅠB族，所以Cu电子数为29，基态Cu2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9。答案为：ⅠB；1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9

(2)含5个原子、价电子数为8，所以与之互为等电子体的阴离子有或等离子。答案为：(或其它合理答案)

(3)中，价层电子对数= (中心原子的价电子数+配位原子的成键电子数±电荷数)= (6+2)=4，杂化轨道数4，采取sp3杂化。答案为：sp3

(4)MIm结构为，分子中双键数2，其中π键数目为2，σ键数目为2；单键数为7，均为σ键。所以σ键总数为7+2=9，Mlm中含σ键与π数目之比为9：2。答案为：9：2

(5)图中P点坐标参数(0，0，0)和Q点原子坐标参数(1，，)，可将晶胞边长设为1，PR点为晶胞对角线的，则可确定R点的原子坐标参数为(，，)。答案为：(，，)

(6)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原子进行研究，与之相邻的原子处于面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面心为2个晶胞共用，故Cu原子配位数为；晶胞中Cu原子数目为8×+6×=4，设Cu原子半径为a，则Cu原子总体积为4× πa3，晶胞棱长=4a×=2a，晶胞体积为(2a)3，晶胞空间利用率= = =74.76%。答案为：12；74.76%