Question

Cu₂O广泛应用于太阳能电池领域。以CuSO₄、NaOH和抗坏血酸为原料，可制备Cu₂O。

(1)Cu²⁺基态核外电子排布式为________。

(2)SO₄^2-的空间构型为_______(用文字描述)。

(3)抗坏血酸的分子结构如图1所示，分子中碳原子的轨道杂化类型为______；推测抗坏血酸在水中的溶解性：_______（填“难溶于水”或“易溶于水”）。

(4)一个Cu₂O晶胞(见图2)中，Cu原子的数目为_________。

Answer

1s22s22p63s23p63d9 正四面体 sp3、sp2 易溶于水 4

【解析】

(1)Cu元素原子核外电子数为29，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，Cu原子失去4s、3d能级的1个电子形成Cu2+；

(2)计算硫酸根离子硫原子价层电子对数和孤电子对数，依据价层电子对互斥理论判断空间构形；

(3)该分子中亚甲基、次亚甲基上C原子价层电子对个数都是4，连接碳碳双键和碳氧双键的C原子价层电子对个数是3，根据价层电子对互斥理论判断该分子中碳原子的轨道杂化类型；抗坏血酸中羟基属于亲水基，增大其水解性；

(4)依据均摊法计算黑球与白球个数，依据化学式Cu2O判断。

(1)Cu元素原子核外电子数为29，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，Cu原子失去4s、3d能级的1个电子形成Cu2+，Cu2+的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d9；

(2)SO42-的中心S原子的价电子层电子对数为=4，含有的孤电子对数为：=0，依据价电子互斥理论可知为正四面体构型；

(3)该分子中亚甲基、次亚甲基上C原子价层电子对个数都是4，连接碳碳双键和碳氧双键的C原子价层电子对个数是3，根据价层电子对互斥理论判断该分子中碳原子的轨道杂化类型，前者为sp3杂化、后者为sp2杂化；

抗坏血酸分子中存在羟基，羟基属于亲水基，增大其水解性，所以抗坏血酸易溶于水；

(4)该晶胞中白色球个数=8×+1=2，黑色球个数为4，则白色球和黑色球个数之比=2：4=1：2，根据其化学式知，白色球表示O原子、黑色球表示Cu原子，则该晶胞中Cu原子数目为4。