Question

青铜是人类历史上一项重大发明，它是铜(Cu)、锡(Sn) 和铅(Pb) 的合金，也是金属冶铸史上最早的合金 。 请回答 ：

(1)基态Cu原子通过失去_____轨道电子转化为Cu⁺；Sn的原子序数为50，基态Sn原子的价层电子排布式为______。

(2)红氨酸()    可用于鉴别 Cu²⁺。红氨酸分子中C 原子的价层电子对数目为___； N原子的杂化方式为___； N原子与 H原子形成共价键的电子云对称形式为___    。

(3)CuCl的盐酸溶液能吸收CO， 该反应可用于测定气体混合物中CO的含量，生成物M的结构如下图所示。

①与CO互为等电子体的离子为    _________(任写一种即可)。

②M中所有元素的电负性由大到小的顺序为 ____________。   

③画图表示出M 中Cu原子形成的所有配位键_________。

(4)金属钙和铜的晶体结构相似，但铜的熔点比钙高，试分析其原因为___________。

(5)铜晶体中，Cu 原子之间会形成不同类型的空隙，比如下图铜晶胞中铜原子a₁、a₂、a₃、a₄ 围成一个正四面体空隙 ，a₂、a₃、a₄ 、a₅、a₆、a₇  围成一个正八面体空隙。

①铜晶体中，铜原子数：正四面体空隙数：正八面体空隙数＝____。

②若a₂ 与a₃ 的核间距离为d pm， 阿伏加德罗常数的值为N_A，则铜晶体的密度为___g•cm^-3( 列出计算表达式)。

Answer

4s 5s25p2 3 sp3 轴对称 CN- 或 O> Cl> C> H> Cu 铜原子的半径小、价电子数多， 晶体中金属键强， 熔点高 1: 2: 1

【解析】

（1）Cu原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，基态Cu原子通过失去4s轨道电子转化为Cu+；Sn的原子序数为50，位于ⅣA族，基态Sn原子的价层电子排布式为5s25p2。故答案为：4s；5s25p2；

（2）红氨酸() 分子中C 原子的价层电子对数目为 =3；N原子的价层电子对数目为 =4， N原子的杂化方式为sp3；N原子的2p与 H原子的1s轨道形成杂化轨道， N原子与 H原子形成共价键的电子云对称形式为轴对称。故答案为：3；sp3；轴对称；2

（3）①由电子-电荷互换法可得：与CO互为等电子体的离子为CN-或 (任写一种即可)。故答案为：CN-或 ；

②同周期从左到右元素的电负性变大，同主族从上到下电负性变小，结合电负性的值：O-3.5，Cl-3.0，C-2.5,H-2.1,Cu-1.9,M中所有元素的电负性由大到小的顺序为 O> Cl> C> H> Cu。故答案为：O> Cl> C> H> Cu；

③铜提供空轨道，配位体的配原子C、Cl、O提供孤电子对，M 中Cu原子形成的所有配位键如图。故答案为：；

（4）金属钙和铜的晶体结构相似，但铜的熔点比钙高，其原因为铜原子的半径小、价电子数多， 晶体中金属键强， 熔点高。故答案为：铜原子的半径小、价电子数多， 晶体中金属键强， 熔点高；

（5）①晶体铜的晶胞属于面心立方最密堆积，每个晶胞中平均占有4个铜原子；晶胞的每一个顶点与邻近的3个面心可以构成一个正四面体，共形成8个正四面体空隙；6个面心构成一个正八面体，每一条棱的中心都处于正八面体的中心，共有12条棱，属于该晶胞的正八面体的空隙共有1+12=4。综上所述，铜原子数、正四面体空隙数和正八面体空隙数之比为4:8:4=1：2：1；故答案为：1: 2: 1；

②若a2 与a3 的核间距离为d pm，晶胞边长为 dpm，晶胞中铜原子个数为：8×+6×=4，阿伏加德罗常数的值为NA，则铜晶体的密度为g•cm-3(列出计算表达式)。故答案为：。