Question

铜是第四周期重要的过渡元素之一，其单质及化合物具有广泛用途．
请回答下列有关问题：
（1）铜原子的基态电子排布式是

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹

．比较第一电离能Cu

＜

Zn（填“＞”、“=”、“＜”），说明理由

Cu失去1个电子后内层电子达到全充满的稳定状态

．
（2）氮和铜形成某种化合物的晶胞结构如图所示，则其化学式为

Cu₃N

．（每个球均表示1个原子）
（3）铜可以形成多种多样的配合物．
①NH₃可以和很多过渡金属形成配合物．NH₃分子中心原子的杂化类型为

sp³

杂化，与NH₃互为等电子体的粒子有

H₃O⁺

．（只写其中一种）
②向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水，难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液．试用离子方程式表示其原因

Cu²⁺+2NH₃?H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺

、

Cu（OH）₂+4NH₃=Cu（NH₃）₄²⁺+2OH^-

．
（4）在绿色植物标本的制作过程中，将植物材料洗净后浸入5%的硫酸铜溶液中，叶绿素（如图1）中心离子Mg²⁺被置换成Cu²⁺（如图2），叶片则永保绿色，请在图2中用箭头表示出配位键．

Answer 1

分析：（1）铜的原子序数是29，同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大；
（2）根据晶胞中微粒个数的分配方法计算化学式；
（3）①NH₃分子中N原子呈3个N-H键，N原子还原1对孤对电子对，杂化轨道数为4，据此判断杂化方式；原子数和电子数目相同的微粒为等电子体；
②氨水和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，当氨水过量时，氨水和氢氧化铜反应生成可溶性的铜氨络合物，所以难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液；
（4）配位键是化学键的一种，两个或多个原子共同使用它们的外层电子，在理想情况下达到电子饱和的状态．

解答：解：（1）铜原子的基态电子排布式：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；Cu失去1个电子后内层电子达到全充满的稳定状态，铜的第一电离能小于锌，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹ 或[Ar]3d¹⁰4s¹；＜；Cu失去1个电子后内层电子达到全充满的稳定状态；
（2）根据晶胞中微粒个数的分配方法计算，晶胞中含有N原子的数目为8×

1

8

=1，Cu原子的数目为：12×

1

4

=3，故化学式为Cu₃N，故答案为：Cu₃N；
（3）①NH₃分子中N原子呈3个N-H键，N原子还原1对孤对电子对，杂化轨道数为4，N原子采取sp³杂化；NH₃的等电子体H₃O⁺，故答案为：sp³；H₃O⁺；
②氨水和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，当氨水过量时，氨水和氢氧化铜反应生成可溶性的铜氨络合物，所以难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液：Cu²⁺+2NH₃?H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺；Cu（OH）₂+4NH₃=Cu（NH₃）₄²⁺+2OH^-，故答案为：Cu²⁺+2NH₃?H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺；Cu（OH）₂+4NH₃=Cu（NH₃）₄²⁺+2OH^-；
（4）配位键是指成键双方一方提供空轨道一方提供孤对电子． N元素最外层有5个电子通过3个共用电子对就可以形成 8 电子稳定结构．所以Cu与4个氮形成共价健的氮原子中，有2条是配位键，氮原子提供电子，Cu提供空轨道，故答案为：．

点评：本题考查原子核外电子排布、晶胞计算、配位键等，题目难度较大，注意配位键是指成键双方一方提供空轨道一方提供孤对电子．