Question

Cu3N具有良好的电学和光学性能，在电子工业领域、航空航天领域、国防领域、通讯领域以及光学工业等领域中，发挥着广泛的、不可替代的巨大作用。

(1)与N3-含有相同电子数的三原子分子的空间构型是                。

(2)Cu具有良好的导电、导热和延展性，请解释Cu具有导电性的原因      。

(3)在Cu的催化作用下，乙醇可被空气氧化为乙醛，乙醛分子中碳原子的杂化方式是__________，乙醛分子中H—C—O的键角__________乙醇分子中的H—C—O的键角(填“大于”、“等于”或“小于”)。

(4)Cu+的核外电子排布式为                     ，其在酸性溶液中不稳定，可发生歧化反应生成Cu2+和Cu，但CuO在高温下会分解成Cu2O，试从结构角度解释高温下CuO为何会生成Cu2O                                  。

(5)[Cu(H2O)4]2+为平面正方形结构，其中的两个H2O被Cl－取代有两种不同的结构，试画出[Cu(H2O)2(Cl)2]具有极性的分子的结构式               。

(6)Cu3N的晶胞结构下图所示：

 

N3－的配位数为__________，Cu+半径为apm，N3－半径为b pm，Cu3N的密度__________g/cm3。(阿伏加德罗为常数用NA表示)

 

Answer 1

(1)V形

(2)Cu为金属晶体，晶体中存在可自由移动的电子，通电后定向移动。

(3)sp2 ，sp3；大于

(4)1s22s22p63s23p63d10    Cu+价电子为3d10为全充满结构更稳定

(5)

 

(6)6    

【解析】(1)N3-的电子数是10，与它相同的电子数，且三原子如H2O，应是V型分子；

(2)因为Cu为金属晶体，根据“电子气”理论，晶体中存在可自由移动的电子，通电后定向移动。

(3)乙醛的结构简式是CH3CHO，前边-CH3中C是sp3杂化，醛基-CHO中存在碳氧双键，其中的碳原子采取的是sp2杂化，键角是120°。乙醇中C原子采取的是sp3杂化，键角小于120°，所以键角的大小关系是乙醛大于乙醇。

(4)Cu+的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d10。CuO在高温下会分解成生成稳定的Cu2O，是因为Cu+价电子为3d10为全充满结构更稳定。

(5)[Cu(H2O)4]2+为平面正方形结构，所以其结构是

 

(6)观察晶胞的结构知中，顶点的N3-(1/8)对应的三条棱上有3个Cu+(1/4)，故N3-：Cu+=1/8：3/4=1：6，其配位数是6。晶胞的体积是V=(2a+2b)3×10-30cm3，质量同206/NA，故密度为。