Question

銅是第四周期重要的過(guò)渡元素之一，其單質(zhì)及化合物具有廣泛用途．
請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題：
（1）銅原子的基態(tài)電子排布式是

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹

．比較第一電離能Cu

＜

Zn（填“＞”、“=”、“＜”），說(shuō)明理由

Cu失去1個(gè)電子后內(nèi)層電子達(dá)到全充滿的穩(wěn)定狀態(tài)

．
（2）氮和銅形成某種化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則其化學(xué)式為

Cu₃N

．（每個(gè)球均表示1個(gè)原子）
（3）銅可以形成多種多樣的配合物．
①NH₃可以和很多過(guò)渡金屬形成配合物．NH₃分子中心原子的雜化類型為

sp³

雜化，與NH₃互為等電子體的粒子有

H₃O⁺

．（只寫其中一種）
②向盛有硫酸銅水溶液的試管里加入氨水，首先形成難溶物，繼續(xù)添加氨水，難溶物溶解得到深藍(lán)色的透明溶液．試用離子方程式表示其原因

Cu²⁺+2NH₃?H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺

、

Cu（OH）₂+4NH₃=Cu（NH₃）₄²⁺+2OH^-

．
（4）在綠色植物標(biāo)本的制作過(guò)程中，將植物材料洗凈后浸入5%的硫酸銅溶液中，葉綠素（如圖1）中心離子Mg²⁺被置換成Cu²⁺（如圖2），葉片則永保綠色，請(qǐng)?jiān)趫D2中用箭頭表示出配位鍵．

Answer 1

分析：（1）銅的原子序數(shù)是29，同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而增大；
（2）根據(jù)晶胞中微粒個(gè)數(shù)的分配方法計(jì)算化學(xué)式；
（3）①NH₃分子中N原子呈3個(gè)N-H鍵，N原子還原1對(duì)孤對(duì)電子對(duì)，雜化軌道數(shù)為4，據(jù)此判斷雜化方式；原子數(shù)和電子數(shù)目相同的微粒為等電子體；
②氨水和硫酸銅反應(yīng)生成氫氧化銅藍(lán)色沉淀，當(dāng)氨水過(guò)量時(shí)，氨水和氫氧化銅反應(yīng)生成可溶性的銅氨絡(luò)合物，所以難溶物溶解得到深藍(lán)色的透明溶液；
（4）配位鍵是化學(xué)鍵的一種，兩個(gè)或多個(gè)原子共同使用它們的外層電子，在理想情況下達(dá)到電子飽和的狀態(tài)．

解答：解：（1）銅原子的基態(tài)電子排布式：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；Cu失去1個(gè)電子后內(nèi)層電子達(dá)到全充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，銅的第一電離能小于鋅，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹ 或[Ar]3d¹⁰4s¹；＜；Cu失去1個(gè)電子后內(nèi)層電子達(dá)到全充滿的穩(wěn)定狀態(tài)；
（2）根據(jù)晶胞中微粒個(gè)數(shù)的分配方法計(jì)算，晶胞中含有N原子的數(shù)目為8×

1

8

=1，Cu原子的數(shù)目為：12×

1

4

=3，故化學(xué)式為Cu₃N，故答案為：Cu₃N；
（3）①NH₃分子中N原子呈3個(gè)N-H鍵，N原子還原1對(duì)孤對(duì)電子對(duì)，雜化軌道數(shù)為4，N原子采取sp³雜化；NH₃的等電子體H₃O⁺，故答案為：sp³；H₃O⁺；
②氨水和硫酸銅反應(yīng)生成氫氧化銅藍(lán)色沉淀，當(dāng)氨水過(guò)量時(shí)，氨水和氫氧化銅反應(yīng)生成可溶性的銅氨絡(luò)合物，所以難溶物溶解得到深藍(lán)色的透明溶液：Cu²⁺+2NH₃?H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺；Cu（OH）₂+4NH₃=Cu（NH₃）₄²⁺+2OH^-，故答案為：Cu²⁺+2NH₃?H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺；Cu（OH）₂+4NH₃=Cu（NH₃）₄²⁺+2OH^-；
（4）配位鍵是指成鍵雙方一方提供空軌道一方提供孤對(duì)電子． N元素最外層有5個(gè)電子通過(guò)3個(gè)共用電子對(duì)就可以形成 8 電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)．所以Cu與4個(gè)氮形成共價(jià)健的氮原子中，有2條是配位鍵，氮原子提供電子，Cu提供空軌道，故答案為：．

點(diǎn)評(píng)：本題考查原子核外電子排布、晶胞計(jì)算、配位鍵等，題目難度較大，注意配位鍵是指成鍵雙方一方提供空軌道一方提供孤對(duì)電子．