Question

2．銅（Cu）是重要的金屬，Cu的化合物在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中具有許多用途，如CuSO₄溶液常用作電解液、電鍍液等．請(qǐng)回答以下問(wèn)題：
（1）SO₄^2-的立體構(gòu)型是正四面體，其中S原子的雜化軌道類(lèi)型是sp³
（2）元素金（Au）處于周期表中的第六周期，與Cu同族，Au原子最外層電子排布為6s¹；一種銅金合金晶體具有立方最密堆積的結(jié)構(gòu)，在晶胞中Cu原子處于面心、Au原子處于頂點(diǎn)位置，則該合金中Cu原子與Au原子數(shù)量之比為3：1；該晶體中，原子之間的作用力是金屬鍵；
（3）上述晶體具有儲(chǔ)氫功能，氫原子可進(jìn)入到由Cu原子與Au原子構(gòu)成的四面體空隙中．若將Cu原子與Au原子等同看待，該晶體儲(chǔ)氫后的晶胞結(jié)構(gòu)與CaF₂的結(jié)構(gòu)相似，該晶體儲(chǔ)氫后的化學(xué)式為Cu₃AuH₈．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)SO₄^2-中心原子含有的共價(jià)鍵個(gè)數(shù)與孤電子對(duì)個(gè)數(shù)之和確定其空間構(gòu)型和雜化方式；
（2）Cu、Au同族，最外層電子數(shù)相同，利用均攤法計(jì)算晶胞中含有的原子個(gè)數(shù)來(lái)確定原子個(gè)數(shù)之比，金屬晶體中存在金屬鍵；
（3）CaF₂的結(jié)構(gòu)如，利用均攤法計(jì)算．

解答 解：（1）SO₄^2-離子中含有4個(gè)σ鍵，沒(méi)有孤電子對(duì)，所以其立體構(gòu)型是正四面體，硫原子采取sp³雜化，故答案為：正四面體；sp³；
（2）銅是29號(hào)元素，其核外電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，金（Au）處于周期表中的第六周期，與Cu同族，Au原子最外層電子排布為6s¹；在晶胞中Cu原子處于面心，Au原子處于頂點(diǎn)位置，所以該晶胞中含有銅原子個(gè)數(shù)=6×$\frac{1}{2}$=3，金原子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$=1，則該合金中Cu原子與Au原子數(shù)量之比為3：1，金屬晶體中作用力為金屬鍵，
故答案為：6s¹；3：1；金屬鍵；
（3）CaF₂的結(jié)構(gòu)如圖，將Cu原子與Au原子等同看待，該晶體儲(chǔ)氫后的晶胞結(jié)構(gòu)與CaF₂的結(jié)構(gòu)相似，Cu原子處于面心，所以晶胞中Cu原子個(gè)數(shù)為3，Au原子處于頂點(diǎn)位置，所以晶胞中Au原子個(gè)數(shù)為1，氫原子可進(jìn)入到由Cu原子與Au原子構(gòu)成的四面體空隙中，則H原子應(yīng)位于晶胞內(nèi)部，則應(yīng)含有8個(gè)H，則化學(xué)式為Cu₃AuH₈，
故答案為：Cu₃AuH₈．

點(diǎn)評(píng) 本題考查晶胞計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握雜化、電子排布、晶體作用力、均攤法計(jì)算等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，題目難度中等．