Question

【題目】我國秦俑彩繪和漢代器物上用的顏料被稱為“中國藍”、“中國紫”，直到近年來人們才研究出來其成分為BaCuSi4O10，BaCuSi2O6。

（1）“中國藍”、“中國紫”中均具有Cun＋離子，n＝___，基態(tài)時該陽離子的價電子排布式為______。

（2）在5500年前，古代埃及人就己經(jīng)知道如何合成藍色顏料—“埃及藍”CaCuSi4O10，其合成原料中用CaCO3代替了BaCO3，其它和“中國藍”一致。CO32一中鍵角∠OCO為___。根據(jù)所學(xué)，從原料分解的角度判斷“埃及藍”的合成溫度比“中國藍”更___（填“高”或“低”）。

（3）配離子Cu（CN）32-中，中心離子的雜化類型是___________，該配離子的空間構(gòu)型為___________；CN-中配位原子是___________ （填名稱）。

（4）CaCux合金可看作由如圖所示的（a）、（b）兩種原子層交替堆積排列而成。（a）是由Cu和Ca共同組成的層，層中Cu—Cu之間由實線相連；（b）是完全由Cu原子組成的層，Cu—Cu之間也由實線相連。圖中虛線構(gòu)建的六邊形，表示由這兩種層平行堆積時垂直于層的相對位置；（c）是由（a）和（b）兩種原子層交替堆積成CaCux合金的晶體結(jié)構(gòu)圖。在這種結(jié)構(gòu)中，同一層的Ca—Cu距離為294pm，相鄰兩層的Ca—Cu距離為327pm。

①該晶胞中Ca有___________個Cu原子配位（不一定要等距最近）。

②同一層中，Ca原子之間的最短距離是___________pm，設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，CaCu晶體的密度是___________g/cm3（用含m、n的式子表示）。

Answer 1

【答案】2 低 sp2 平面三角形 碳 18

【解析】

（1）根據(jù)化學(xué)式BaCuSi4O10，BaCuSi2O6，其中Ba為+2價，Si為+4價，O為-2價，由化合價代數(shù)和為零得：“中國藍”、“中國紫”中均具有Cun＋離子，n＝2，基態(tài)時該陽離子的價電子排布式為3d9。

故答案為：2；3d9；

（2）CO32一中心原子C的價電子為3+ =3，為平面三角形結(jié)構(gòu)，鍵角∠OCO為120°。根據(jù)所學(xué)，鈣離子半徑小與氧之間的作用力大，碳酸鈣更容易分解，故從原料分解的角度判斷“埃及藍”的合成溫度比“中國藍”更低。

故答案為：120°；低；

（3）配離子Cu（CN）32-中，中心離子的價層電子對個數(shù)是3且不含孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷中心原子的雜化方式為sp2，該配離子的空間構(gòu)型為平面三角形；CN－中配位原子是碳，因為N元素電負性較大，不易提供孤電子對，

故答案為： sp2 ；平面三角形；碳；

（4）①以上面面心上的Ca原子為例，該晶胞中該Ca原子配位的Cu原子包含其上面6個、相同層6個、下層6個，所以其配位數(shù)是18，

故答案為：18；

②同一層中，六邊形中心上的Ca原子和邊上的兩個Ca原子形成正三角形，所以Ca原子之間的最短距離是六邊形邊長=2××（同層相鄰Ca-Cu距離）=2××294pm=294pm；

該晶胞中Ca原子個數(shù)=12× +2×=3、Cu原子個數(shù)=12×+6×+6=15，該晶胞體積=（m2sin60°×6×n）cm3=m2ncm3，晶體密度==g·cm－3，

故答案為：。