Question

4．CuCl和CuCl₂都是重要的化工原料，常用作催化劑、顏料、防腐劑和消毒劑等．
已知：CuCl₂溶液與乙二胺（H₂N-CH₂-CH₂-NH₂）可形成配離子[Cu（En）₂]²⁺ （En是乙二胺的簡(jiǎn)寫）：
請(qǐng)回答下列問題：
（1）配離子[Cu（En）₂]²⁺的中心原子基態(tài)外圍電子排布式為3d⁹，該元素位于周期表區(qū)ds區(qū)，C、N、O 三種元素的第一電離能由大到小的順序是N＞O＞C；
（2）乙二胺分子中氮原子軌道的雜化類型為sp³雜化，乙二胺和三甲胺[N（CH₃）₃]均屬于胺，但乙二胺比三甲胺的沸點(diǎn)高得多，原因是乙二胺分子之間可以形成氫鍵，三甲胺分子之間不能形成氫鍵．
（3）CuCl的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，其中Cl^-的配位數(shù)為4，已知晶胞的棱長(zhǎng)為dcm，用N_A表示阿伏加德羅常數(shù)值，則晶胞的密度表達(dá)式為$\frac{396}{pcb0crk^{3}•{N}_{A}}$g/cm³．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)核外電子排布規(guī)律書寫Cu原子的核外電子排布式，電子按能層高低進(jìn)行失去，進(jìn)而書寫Cu²⁺的外圍電子排布式；銅元素位于周期表ds 區(qū)；同周期自左而右，電負(fù)性增大，據(jù)此判斷C、O、N元素的電負(fù)性；
（2）乙二胺（H₂N-CH₂-CH₂-NH₂）中N原子呈3個(gè)σ鍵，含有1對(duì)孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)為4，采取sp³雜化；乙二胺（H₂N-CH₂-CH₂-NH₂）分子之間可以形成氫鍵，但三甲胺[N（CH₃）₃]分子之間不能形成氫鍵；
（3）根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析Cl原子的配位數(shù)．

解答 解：（1）Cu原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，故Cu²⁺的外圍電子排布式為3d⁹；
同周期自左而右，電負(fù)性增大，同周期第ⅡA族、第ⅤA族，比相鄰的元素的電負(fù)性大，所以C、O、N元素的電負(fù)性的大小為：N＞O＞C，故答案為：3d⁹；ds 區(qū)；N＞O＞C；
（2）乙二胺（H₂N-CH₂-CH₂-NH₂）中N原子呈3個(gè)σ鍵，含有1對(duì)孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)為4，采取sp³雜化，乙二胺（H₂N-CH₂-CH₂-NH₂）分子之間可以形成氫鍵，三甲胺[N（CH₃）₃]分子之間不能形成氫鍵，故乙二胺的沸點(diǎn)較高；故答案為：sp³雜化；乙二胺分子之間可以形成氫鍵，三甲胺分子之間不能形成氫鍵；
（3）從CuCl的晶胞可以判斷，每個(gè)銅原子與4個(gè)Cl距離最近且相等，即Cu的配位數(shù)為4，根據(jù)化學(xué)式可知Cl的配位數(shù)也為4，晶胞中Cu原子數(shù)目為4、Cl原子數(shù)目=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，則晶胞質(zhì)量=4×$\frac{99.5}{{N}_{A}}$g，設(shè)晶胞棱長(zhǎng)為dcm，則：ρg/cm³×（d cm）³=4×$\frac{99.5}{{N}_{A}}$，解得ρ=$\frac{396}{4s0jcgz^{3}•{N}_{A}}$g/cm³，
故答案為：4；$\frac{396}{f9rv4t4^{3}•{N}_{A}}$ g/cm³．

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、電負(fù)性、化學(xué)鍵、雜化方式與空間構(gòu)型判斷、晶胞計(jì)算等，理解掌握利用均攤法進(jìn)行晶胞計(jì)算，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，難度中等．