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是乙二胺的簡寫）：
請回答下列問題：
（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的晶胞結構如圖所示，其中Cl^-的配位數為4，已知晶胞的棱長為dcm，用N_A表示阿伏加德羅常數值，則晶胞的密度表達式為$\frac{396}{rhzlxlz^{3}•{N}_{A}}$g/cm³．

Answer 1

分析 （1）根據核外電子排布規(guī)律書寫Cu原子的核外電子排布式，電子按能層高低進行失去，進而書寫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，電負性增大，據此判斷C、O、N元素的電負性；
（2）乙二胺（H₂N-CH₂-CH₂-NH₂）中N原子呈3個σ鍵，含有1對孤對電子，雜化軌道數為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）根據晶體結構特點分析Cl原子的配位數．

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，電負性增大，同周期第ⅡA族、第ⅤA族，比相鄰的元素的電負性大，所以C、O、N元素的電負性的大小為：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σ鍵，含有1對孤對電子，雜化軌道數為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，每個銅原子與4個Cl距離最近且相等，即Cu的配位數為4，根據化學式可知Cl的配位數也為4，晶胞中Cu原子數目為4、Cl原子數目=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，則晶胞質量=4×$\frac{99.5}{{N}_{A}}$g，設晶胞棱長為dcm，則：ρg/cm³×（d cm）³=4×$\frac{99.5}{{N}_{A}}$，解得ρ=$\frac{396}{bpznzpb^{3}•{N}_{A}}$g/cm³，
故答案為：4；$\frac{396}{rzp9pft^{3}•{N}_{A}}$ g/cm³．

點評 本題是對物質結構與性質的考查，涉及核外電子排布、電負性、化學鍵、雜化方式與空間構型判斷、晶胞計算等，理解掌握利用均攤法進行晶胞計算，是對學生綜合能力的考查，難度中等．