Question

20．已知：硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠（H₂N-CH₂-COONa）即可得到配合物A．其结构如图1所示
（1）元素N和O的第一电离能大小关系为：N大于O（填“大于”或“小于”或“等于”），解释其原因N原子价电子排布为2s²2p³，p能级半充满，原子稳定，第一电离能较高．
（2）Cu元素基态原子的外围电子（价电子）排布式为3d¹⁰4s¹．
（3）氨基乙酸钠分解产物之一为二氧化碳．写出二氧化碳的一种等电子体：N₂O（或SCN^-、N₃^-等）（写化学式，一种即可）．
（4）请写出氧原子的核外电子排布图．
（5）配合物A中碳原子的轨道杂化类型为sp³、sp²．
（6）铜的立方晶胞结构如图2所示
①晶胞中铜原子的个数为4．
②已知N_A表示阿伏伽德罗常数的数值，铜晶胞的参数为a=x cm则铜的密度为$\frac{256}{{N}_{A}{x}^{3}}$g/cm³（只写出含有x和N_A的表达式即可）．

Answer 1

分析 （1）根据同周期从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，但N元素原子的2p能级处于半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻的元素；
（2）Cu是29号元素，其原子核外有29个电子，3d能级上有10个电子、4s能级上有1个电子，3d、4s能级上电子为其外围电子，根据构造原理书写其基态原子外围电子排布式；
 （3）原子个数相等、价电子数相等的微粒为等电子体；
（4）氧为8号元素，核外有8个电子，根据原子构造原理画出氧原子的核外电子排布图；
（5）配合物A分子中一种碳有C=O，碳的杂化方式为sp2杂化，另一种碳周围都是单键，根据碳原子的成键情况要以判断碳原子的杂化方式；
（6）①利用均摊法确定晶胞中铜原子的个数
②铜晶胞的参数为a=x cm，则铜晶胞的体积为x³cm³，根据密度$ρ=\frac{m}{V}$计算．

解答 解：（1）同周期从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，但N元素原子的2p能级处于半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻的元素，所以N、O的第一电离能大小关系为N＞O；
故答案为：大于；N原子价电子排布为2s²2p³，p能级半充满，原子稳定，第一电离能较高；
（2）Cu是29号元素，其原子核外有29个电子，3d能级上有10个电子、4s能级上有1个电子，3d、4s能级上电子为其外围电子，根据构造原理知其基态原子外围电子排布式为3d¹⁰4s¹，故答案为：3d¹⁰4s¹；
（3）一个二氧化碳分子中原子个数为3个，价电子数为16，原子个数相等、价电子数相等的微粒为等电子体，则CO₂的等电子体为：N₂O（或SCN^-、N₃^-等），
故答案为：N₂O（或SCN^-、N₃^-等）；
（4）氧为8号元素，核外有8个电子，氧原子的核外电子排布图为，
故答案为：；
（5）配合物A分子中一种碳有C=O，碳的杂化方式为sp²杂化，另一种碳周围都是单键，碳的杂化方式为sp³杂化；
故答案为：sp³、sp²；
（6）①利用均摊法知，晶胞中铜原子的个数=6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=4，
故答案为：4；
②根据①知，铜晶胞中含有4个铜原子，铜晶胞的参数为a=x cm，铜晶胞的体积为x³cm³，密度$ρ=\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{4×64}{{N}_{A}}}{{x}^{3}}$g/cm³=$\frac{256}{{N}_{A}{x}^{3}}$g/cm³，
故答案为：$\frac{256}{{N}_{A}{x}^{3}}$．

点评 本题涉及的知识点有晶胞的计算、等电子体、价层电子对互斥理论等知识点，利用均摊法、等电子体概念、价层电子对互斥理论来分析解答即可，题目难度中等；高考题中对于物质结构和性质的考查时，不是单纯的涉及一个考点，常常将各个考点融入到一个大型题中，考查知识较全面，要求学生对各个考点熟练掌握，一般来说，有关晶胞的计算较难．