Question

【題目】已知銅的配合物A結構如圖。請回答下列問題：

(1)寫出基態Cu的外圍電子排布式_____________________________________。

(2)配體氨基乙酸根(H2NCH2COOˉ)受熱分解可產生CO2和N2，N2中σ鍵和π鍵數目之比是__________；N2O與CO2互為等電子體，則N2O的電子式為____________。

(3)在Cu催化下，甲醇可被氧化為甲醛，甲醛分子中HCO的鍵角_____(選填“大于”、“等于”或“小于”)120°；甲醛能與水形成氫鍵，請在如圖中表示出來_____。

(4)立方氮化硼如圖與金剛石結構相似，是超硬材料。立方氮化硼晶體內B-N鍵數與硼原子數之比為___________；

(5)Cu晶體的堆積方式如圖所示，設Cu原子半徑為a，晶體中Cu原子的配位數為________，晶體的空間利用率為______。(已知:，列式并計算出結果)

Answer 1

【答案】3d104s1 1∶2 大于 4∶1 12 74.76%

【解析】

(1)Cu原子核外有29個電子，根據構造原理書寫其基態原子核外電子排布式；

(2)根據N2的結構式為N≡N判斷σ鍵和π鍵數目之比；等電子體的結構相似，根據二氧化碳電子式書寫N2O的電子式；

(3)甲醛中C是sp2雜化，是平面三角形，結合孤對電子與成鍵電子對的作用分析判斷鍵角的大小；甲醛分子中的O原子和水分子中的H原子能形成氫鍵；

(4)該晶胞中N原子在晶胞內部，每個N原子形成4個B-N鍵，計算判斷B-N鍵個數與B原子個數之比；

(5)Cu晶體的堆積方式是面心立方最密堆積，據此判斷配位數；立方體的面的對角線長是4r，計算出立方體的棱長和晶胞的體積，根據晶胞的結構計算出Cu原子的個數，最后根據晶體的空間利用率=×100%計算。

(1)Cu原子核外有29個電子，根據構造原理書寫其基態原子核外電子排布式為[Ar]3d104s1，所以基態Cu的外圍電子排布式為：3d104s1，故答案為：3d104s1；

(2)N2的結構式為N≡N，σ鍵和π鍵數目之比為1∶2；等電子體的結構相似，根據二氧化碳電子式可以書寫N2O的電子式為，故答案為：1∶2；；

(3)甲醛中C是sp2雜化，是平面三角形，C原子在三角形內部，C-H與C-H鍵夾角理論上是120°，但由于有羰基氧的孤對電子的排斥，實際鍵角應該略小于120°，所以甲醛分子中HCO的鍵角大于120°；甲醛分子中的O原子和水分子中的H原子能形成氫鍵，其氫鍵表示為，故答案為：大于；；

(4)該晶胞中N原子在晶胞內部，個數是4，每個N原子形成4個B-N鍵，B-N鍵個數為16；B原子位于晶胞頂點和面心，個數=8×+6×=4，則B-N鍵與B原子個數之比為16∶4=4∶1，故答案為：4∶1；

(5)Cu晶體的堆積方式是面心立方最密堆積，所以配位數是12；由圖可知，立方體的面的對角線長是4a，所以立方體的棱長=2a，1個Cu的體積是πa3，晶胞中Cu原子的個數=8×+6×=4個，所以晶體的空間利用率為×100%=74.76%，故答案為：12；74.76%。