Question

【題目】銅的相關(guān)化合物在生產(chǎn)生活中具有重要的作用。

回答下列問題:

（1）銅元素在周期表中的位置是____，基態(tài)銅原子中，核外電子占據(jù)最高能層的符號(hào)是___，占據(jù)該最高能層的電子數(shù)為_________。

（2）在一定條件下，金屬相互化合形成的化合物稱為金屬互化物，如Cu9Al4、Cu6Zn8等。某金屬互化物具有自范性，原子在三維空間里呈周期性有序排列，該金屬互化物屬于___(填“晶體”或”非晶體”)。

（3）銅能與類鹵素[(SCN)2]反應(yīng)生成Cu(SCN)2，1mol(SCN)2分子中含有σ鍵的數(shù)目為_____。

(SCN)2對(duì)應(yīng)的酸有硫氰酸(H-S-C≡N)、異硫氰酸(H-N=C=S)兩種，理論上前者沸點(diǎn)低于后者，其原因是__________。

（4）銅晶體中銅原子的堆積方式為面心立方堆積，每個(gè)銅原子周圍距離最近的銅原子個(gè)數(shù)為__。

（5）銅與金形成的金屬互化物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，其晶胞邊長(zhǎng)為anm，該金屬互化物的密度為_____________(用含a、NA的代數(shù)式表示)g/cm3。

Answer 1

【答案】 第四周期IB族 N 1 晶體 5NA(或5×6.02×1023) 異硫氰酸分子間可形成氫鍵，而硫氰酸不能 12 3.89×1023/(a3NA)

【解析】分析：（1）根據(jù)Cu的原子結(jié)構(gòu)示意圖和核外電子排布式確定Cu在周期表中的位置、最高能層的符號(hào)和最高能層的電子數(shù)。

（2）根據(jù)晶體和非晶體的本質(zhì)差異判斷，晶體具有自范性、原子在三維空間呈周期性有序排列。

（3）（SCN）2的結(jié)構(gòu)式為NC—S—S—CN，單鍵全為σ鍵，三鍵中有1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵；異硫氰酸分子間形成氫鍵，沸點(diǎn)較高。

（4）銅原子的堆積方式為面心立方堆積，晶胞中Cu位于8個(gè)頂點(diǎn)和6個(gè)面心，以頂點(diǎn)Cu原子為研究對(duì)象，與之等距離最近的原子處于面心，頂點(diǎn)為8個(gè)晶胞共用，面心為2個(gè)晶胞共用，則每個(gè)銅原子周圍距離最近的銅原子個(gè)數(shù)為=12。

（5）用“均攤法”確定晶胞中原子個(gè)數(shù)和化學(xué)式，由晶胞邊長(zhǎng)計(jì)算晶胞體積，計(jì)算1mol晶體的體積和質(zhì)量，1mol晶體的質(zhì)量除以1mol晶體的體積得出晶體的密度。

詳解：（1）Cu原子核外有29個(gè)電子，Cu原子結(jié)構(gòu)示意圖為，基態(tài)Cu原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，Cu在元素周期表中位于第四周期IB族。基態(tài)Cu原子中，核外電子占據(jù)最高能層是第四能層，第四能層的符號(hào)是N。占據(jù)該最高能層的電子數(shù)為1。

（2）某金屬互化物具有自范性，原子在三維空間里呈周期性有序排列，該金屬互化物屬于晶體。

（3）（SCN）2的結(jié)構(gòu)式為NC—S—S—CN，單鍵全為σ鍵，三鍵中有1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵，1個(gè)（SCN）2中含5個(gè)σ鍵，1mol（SCN）2分子中含有5molσ鍵，含σ鍵的數(shù)目為5NA。異硫氰酸分子間形成氫鍵，硫氰酸分子間不存在氫鍵，硫氰酸的沸點(diǎn)低于異硫氰酸。

（4）銅晶體中銅原子的堆積方式為面心立方堆積，晶胞中Cu位于8個(gè)頂點(diǎn)和6個(gè)面心，以頂點(diǎn)Cu原子為研究對(duì)象，與之等距離最近的原子處于面心，頂點(diǎn)為8個(gè)晶胞共用，面心為2個(gè)晶胞共用，則每個(gè)銅原子周圍距離最近的銅原子個(gè)數(shù)為=12。

（5）用“均攤法”，1個(gè)晶胞中含Au：8=1個(gè)，Cu：6=3個(gè)，金屬互化物的化學(xué)式為Cu3Au；1個(gè)晶胞的體積為（a10-7cm）3=a310-21cm3，1mol晶體的體積為a310-21cm3NA=a3NA10-21cm3，1mol晶體的質(zhì)量為389g，該金屬互化物的密度為389g（a3NA10-21cm3）=g/cm3。