Question

向硫酸铜溶液中逐滴滴加浓氨水，先出现现象a，继续滴加浓氨水，现象a逐渐消失，得到一种含二价阳离子的深蓝色透明溶液，继续加入乙醇，析出深蓝色的晶体[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O．这种二价阳离子的立体结构如图所示（4个NH₃与Cu²⁺共面，跟H₂O-Cu²⁺-H₂O轴线垂直）。请回答以下问题：

（1）基态Cu原子的价电子轨道表示式__。

（2）硫酸铜水溶液滴加浓氨水的变化过程，现象a是__；写出生成深蓝色透明溶液的离子方程式： __。

（3）NH₃与Cu²⁺可形成[Cu（NH₃）₄]²⁺配离子。已知NF₃与NH₃具有相同的空间构型，但NF₃不易与Cu²⁺形成配离子，其原因是__。

（4）请在二价阳离子的立体结构图中用“→”表示出其中的配位键__。

（5）已知高温下CuO→Cu₂O+O₂，从铜原子价层电子结构变化角度来看，能生成Cu₂O的原因是__。

Answer

形成蓝色沉淀 Cu（OH）2+4NH3•H2O=[Cu(NH3)4(H2O)2]2++2OH-+2H2O F的电负性比N大，N-F成键电子对偏向F，导致NF3中氮原子核对其孤电子对的吸引能力增强，难以形成配位键 CuO中铜的价层电子排布为3d9，Cu2O中铜的价层电子排布为3d10，后者处于稳定的全充满状态而前者不是

【解析】

(1)Cu为29号元素，价电子排布为3d104s1；

(2)向硫酸铜溶液中滴氨水，氨水和硫酸铜反应首先生成氢氧化铜蓝色沉淀；当氨水过量时，氨水和氢氧化铜反应生成可溶性的铜氨络合物，注意根据离子的立体结构可知生成[Cu(NH3)4(H2O)2]2+离子，据此书写方程式；

(3)NF3中N-F成键电子对偏向于F原子，N原子上的孤对电子难与铜离子形成配离子；

(4)配合物中，配位体提供孤电子对，中心原子提供空轨道形成配位键，[Cu(NH3)4(H2O)2]2+中，Cu2+提供空轨道，N、O原子提供孤对电子，据此标出化学键；

(5)高温下CuO→Cu2O+O2，Cu2+的价电子为3d9，Cu+的价电子为3d10，固相中Cu+更稳定。

(1)铜是29号元素，价电子排布为3d104s1，则其价电子轨道表示式为：；
(2)向硫酸铜溶液中滴氨水，氨水和硫酸铜反应首先生成氢氧化铜蓝色沉淀；则现象a是形成蓝色沉淀；继续滴加氨水，沉淀溶解，氨水和氢氧化铜反应生成可溶性的铜氨络合物，注意根据离子的立体结构可知生成[Cu(NH3)4(H2O)2]2+离子，反应的离子方程式为：Cu(OH)2+4NH3•H2O=[Cu(NH3)4(H2O)2]2++2OH-+2H2O；

(3)F的电负性大于N元素，NF3中N-F成键电子对偏向于F原子，导致NF3中氮原子核对其孤电子对的吸引能力增强，N原子上的孤对电子难与铜离子形成配离子，所以NF3不易与Cu2+形成配离子；

(4)硫酸铜和氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，继续加氨水时，氢氧化铜和氨水继续反应，Cu2+提供空轨道，N原子提供孤对电子，生成络合物而使溶液澄清，[Cu(NH3)4(H2O)2]2+为配离子，Cu2+提供空轨道，N、O原子提供孤对电子，则以配位键结合，此化学键可表示为：；

(5)高温下CuO→Cu2O+O2，Cu2+的价电子为3d9，Cu+的价电子为3d10，固相中Cu+更稳定，因此能够生成Cu2O的原因可以解释为：CuO中铜的价层电子排布为3d9，Cu2O中铜的价层电子排布为3d10，后者处于稳定的全充满状态而前者不是。