Question

5．金屬銅及其化合物在生產(chǎn)和生活中都有重要的應(yīng)用．
（1）寫出銅原子價(jià)電子層的電子排布式：3d¹⁰4s¹．
（2）銅粉可以做成焰火，燃燒時(shí)，火焰發(fā)出綠色的光，請(qǐng)你用原子結(jié)構(gòu)的知識(shí)解釋發(fā)光的原因：燃燒時(shí)，銅離子中的基態(tài)電子獲得能量，從內(nèi)層軌道躍遷到外層另一軌道，躍遷到新軌道的電子處于一種不穩(wěn)定狀態(tài)，它隨即會(huì)跳回到原軌道，并向外界釋放能量（光能）而發(fā)光．
（3）圖1是金屬Ca和Cu所形成的某種合金的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，則該合金中Ca和Cu的原子個(gè)數(shù)比為1：5．

（4）無水硫酸銅呈白色，吸水后形成膽礬，呈藍(lán)色．科學(xué)家通過X射線確定出膽礬的結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)可用圖2表示，膽礬晶體中除共價(jià)鍵、配位鍵及微弱的范德華力外，還存在的兩種作用是氫鍵和離子鍵．
（5）[Cu（NH₃）₄]²⁺ 具有對(duì)稱的空間構(gòu)型，[Cu（NH₃）₄]²⁺ 中的兩個(gè)NH₃被兩個(gè)Cl^-取代，能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，則[Cu（NH₃）₄]²⁺的空間構(gòu)型為平面正方形．
（6）某種含Cu²⁺的化合物催化丙烯醇制備丙醛的反應(yīng)為此空刪去HOCH₂CH═CH₂→CH₃CH₂CHO，在丙烯醇分子中共有9個(gè)σ鍵，其中碳原子的雜化方式是sp²、sp³．

Answer 1

分析 （1）銅是29號(hào)元素，根據(jù)核外電子排布規(guī)律書寫銅原子價(jià)層電子的軌道排布式；
（2）銅離子中的基態(tài)電子獲得能量，從內(nèi)層軌道躍遷到外層另一軌道，躍遷到新軌道的電子處于一種不穩(wěn)定狀態(tài)，它隨即會(huì)跳回到原軌道，并向外界釋放能量；
（3）利用均攤法計(jì)算；
（4）由圖可知H與O之間存在氫鍵，銅離子與硫酸根之間存在離子鍵；
（5）形成4個(gè)配位鍵，具有對(duì)稱的空間構(gòu)型，可能為平面正方形或正四面體，如為正四面體，[Cu（NH₃）₄]²⁺中的兩個(gè)NH₃被兩個(gè)Cl^-取代，只有一種結(jié)構(gòu)；
（6）C=C鍵中含有1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，根據(jù)雜化理論在丙烯醇中構(gòu)成C=C的兩個(gè)碳原子是sp²雜化，另一個(gè)C為sp³雜化．

解答 解：（1）Cu原子3d、4s能級(jí)上電子為其價(jià)電子，3d能級(jí)上有10個(gè)電子、4s能級(jí)上有1個(gè)電子，其價(jià)電子排布式為3d¹⁰4s¹，故答案為：3d¹⁰4s¹；
（2）Cu元素，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，價(jià)層電子排布式為3d¹⁰4s¹；銅粉可以做成焰火，燃燒時(shí)，火焰發(fā)出綠色的光，燃燒時(shí)，銅離子中的基態(tài)電子獲得能量，從內(nèi)層軌道躍遷到外層另一軌道，躍遷到新軌道的電子處于一種不穩(wěn)定狀態(tài)，它隨即會(huì)跳回到原軌道，并向外界釋放能量（光能）而發(fā)光，
故答案為：燃燒時(shí)，銅離子中的基態(tài)電子獲得能量，從內(nèi)層軌道躍遷到外層另一軌道，躍遷到新軌道的電子處于一種不穩(wěn)定狀態(tài)，它隨即會(huì)跳回到原軌道，并向外界釋放能量（光能）而發(fā)光；
（3）利用均攤法計(jì)算可知，晶胞中Ca位于定點(diǎn)，N（Ca）=8×$\frac{1}{8}$=1，Cu位于面心和體心，共有N（Cu）=8×$\frac{1}{2}$+1=5，則該合金中Ca和Cu的原子個(gè)數(shù)比為1：5，
故答案為：1：5；
（4）由圖可知H與O之間存在氫鍵，銅離子與硫酸根之間存在離子鍵，故答案為：氫鍵； 離子鍵；
（5）形成4個(gè)配位鍵，具有對(duì)稱的空間構(gòu)型，可能為平面正方形或正四面體，如為正四面體，[Cu（NH₃）₄]²⁺中的兩個(gè)NH₃被兩個(gè)Cl^-取代，只有一種結(jié)構(gòu)，所以應(yīng)為平面正方形，
故答案為：平面正方形；
（6）C=C鍵中含有1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，則丙烯醇（CH₂=CHCH₂OH）中共有9個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，丙烯醇（CH₂=CHCH₂OH）中構(gòu)成C=C的兩個(gè)碳原子是sp²雜化，另一個(gè)C為sp³雜化，
故答案為：9； sp²、sp³．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)知識(shí)，題目難度中等，本題注意晶胞的計(jì)算方法，注意配離子的結(jié)構(gòu)判斷．