Question

7．安徽省具有豐富的銅礦資源，請(qǐng)回答下列有關(guān)銅及其化合物的問題，

（1）請(qǐng)寫出基態(tài)Cu原子的外圍電子排布式3d¹⁰4s¹．焰火中的綠色是銅的焰色，基態(tài)銅原子在灼燒時(shí)外圍電子發(fā)生了躍遷而變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)．
（2）新型農(nóng)藥松脂酸銅具有低殘留的特點(diǎn)，圖1是松脂酸銅的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，請(qǐng)分析1個(gè)松脂酸銅中π鍵的個(gè)數(shù)6；加“*”碳原子的雜化方式為sp³．
（3）圖2是某銅礦的晶胞圖，請(qǐng)推算出此晶胞的化學(xué)式（以X表示某元素符號(hào)）；與X等距離且最近的X原子個(gè)數(shù)為8
（4）黃銅礦在冶煉的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)品SO₂，SO₂分子的幾何構(gòu)型V形，比較第一電離能：S＜O（填“＞”或“＜”）
（5）黃銅合金可以表示為Cu，Zn，為面心立方晶胞，晶體密度為8.5g/cm³，求晶胞的邊長(zhǎng)（只寫計(jì)算式，不求結(jié)果）：$\root{3}{\frac{257}{8.5N{\;}_{A}}}$cm．

Answer 1

分析 （1）Cu原子核外有29個(gè)電子，其3d、4s電子為其外圍電子，基態(tài)銅原子在灼燒時(shí)外圍電子發(fā)生了 躍遷吸收了一定波長(zhǎng)的光，從而使灼燒的火焰呈綠色；
（2）松脂酸銅分子中碳碳雙鍵和碳氧雙鍵中都有π鍵，結(jié)合脂酸銅分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式計(jì)算π鍵的個(gè)數(shù)，加“*”碳原子周圍有兩個(gè)碳碳鍵和兩個(gè)碳?xì)滏I，據(jù)此判斷雜化方式；
（3）根據(jù)圖2利用均攤法計(jì)算出X原子和銅原子數(shù)，進(jìn)而確定化學(xué)式；根據(jù)晶胞圖可知，以頂點(diǎn)X原子為例，與X等距離且最近的X原子位于晶胞的體心，據(jù)此答題；
（4）SO₂分子中硫原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為$\frac{6}{2}$=3，含有兩個(gè)S-O鍵，一個(gè)孤電子對(duì)，據(jù)此判斷幾何構(gòu)型，根據(jù)元素周期律，同主族元素從上向下第一電離能減小；
（5）為面心立方晶胞的物質(zhì)的量為$\frac{1}{{N}_{A}}$，所以晶胞的體積為：$\frac{\frac{1}{{N}_{A}}×257}{8.5}$cm³，據(jù)此求晶胞的邊長(zhǎng)．

解答 解：（1）Cu原子核外電子數(shù)為29，根據(jù)能量最低原理，外圍電子排布式為：3d¹⁰4s¹，基態(tài)銅原子在灼燒時(shí)外圍電子獲得能量，發(fā)生躍遷而變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)，焰色反應(yīng)為綠色，
故答案為：3d¹⁰4s¹；躍遷；
（2）1個(gè)松脂酸銅中含有個(gè)雙鍵，則含有6個(gè)π鍵，加“*”碳原子形成4個(gè)σ鍵，沒有孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為4，采取sp³雜化，
故答案為：6；sp³；
（3）晶胞中Cu原子數(shù)目為4，X原子數(shù)目為1+8×$\frac{1}{8}$=2，故化學(xué)式為Cu₂X，體心X原子與晶胞頂點(diǎn)的X原子距離為晶胞棱長(zhǎng)的$\frac{\sqrt{3}}{2}$倍，而位于面心對(duì)角線X原子之間距離為棱長(zhǎng)的$\sqrt{2}$倍，故體心X原子與晶胞頂點(diǎn)的X原子距離最近，X原子配位數(shù)為8，
故答案為：Cu₂X；8；
（4）S原子孤對(duì)電子數(shù)為$\frac{6-2×2}{2}$=1、價(jià)層電子對(duì)數(shù)=2+1=3，故其空間結(jié)構(gòu)為V形，同主族自上而下第一電離能減小，則第一電離能S＜O，
故答案為：V形；＜；
（5）為面心立方晶胞的物質(zhì)的量為$\frac{1}{{N}_{A}}$，所以晶胞的體積為：$\frac{\frac{1}{{N}_{A}}×257}{8.5}$cm³，所以晶胞的邊長(zhǎng)為：$\root{3}{\frac{257}{8.5N{\;}_{A}}}$cm，故答案為：$\root{3}{\frac{257}{8.5N{\;}_{A}}}$cm．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、雜化方式與空間構(gòu)型判斷、晶胞計(jì)算、電離能等，難度不大，掌握利用均攤法進(jìn)行晶胞計(jì)算，注意同周期第一電離能異常情況．