Question

N、F、Cu及其化合物在化工、医药、材料等方面应用十分广泛。回答下列有关问题：

(1)N原子中最高能级的电子的电子云轮廓图为___________；基态Cu⁺的核外电子排布式为____________。

(2)化合物(CH₃)₃N可用于制备医药、农药。分子中N原子杂化方式为________，该物质能溶于水的原因是_____________________。

(3)[H₂F]⁺[SbF₆]^-(氟锑酸)是一种超强酸，其阳离子的空间构型为_____________，写出一种与[H₂F]⁺互为等电子体的分子______________(写化学式)。

(4)氮、铜形成的一种化合物的晶胞结构如图所示。与每个Cu原子紧邻的Cu原子有____个，令阿伏加德罗常数的值为N_A，该晶体的密度为______g/cm³。(列出计算式)

Answer

哑铃形或纺锤形 [Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10 sp3 (CH3)3N为极性分子，且可与水分子形成分子间氢键 V形 H2O或H2S 8

【解析】

根据N原子的核外电子排布式判断最高能级的电子的电子云轮廓图。根据基态铜原子的核外电子排布式写出基态Cu+的核外电子排布式。根据价层电子对数判断杂化类型，根据分子结构判断易溶于水的原因。根据价层电子对互斥理论判断分子的立体构型，根据同族替换或等量代换找出等电子体。根据晶胞结构分析化学式并进行计算。

(1)N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，最高能级的电子为2p上的电子，电子云轮廓图为哑铃形或纺锤形；基态铜原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s1或1s22s22p63s23p63d104s1，Cu+是基态铜原子失去最外层的一个电子得到的，Cu+的核外电子排布式为[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10；

(2)化合物(CH3)3N分子中N原子与三个甲基形成了3对共用电子对，N上还有一对孤电子对，价层电子对数为4，杂化方式为sp3，(CH3)3N为极性分子，且可与水分子形成分子间氢键，故易溶于水；

(3)[H2F]+中F上的孤电子对数为，价层电子对数为2+2=4，VSEPR模型为四面体型，分子的空间构型为V形，与[H2F]+互为等电子体的分子为H2O或H2S；

(4)图中与每个Cu原子紧邻的Cu原子有8个，铜原子和氮原子的个数分别为、，该晶体的密度为g/cm3。