Question

【题目】铜的相关化合物在生产生活中具有重要的作用。

回答下列问题:

（1）铜元素在周期表中的位置是____，基态铜原子中，核外电子占据最高能层的符号是___，占据该最高能层的电子数为_________。

（2）在一定条件下，金属相互化合形成的化合物称为金属互化物，如Cu9Al4、Cu6Zn8等。某金属互化物具有自范性，原子在三维空间里呈周期性有序排列，该金属互化物属于___(填“晶体”或”非晶体”)。

（3）铜能与类卤素[(SCN)2]反应生成Cu(SCN)2，1mol(SCN)2分子中含有σ键的数目为_____。

(SCN)2对应的酸有硫氰酸(H-S-C≡N)、异硫氰酸(H-N=C=S)两种，理论上前者沸点低于后者，其原因是__________。

（4）铜晶体中铜原子的堆积方式为面心立方堆积，每个铜原子周围距离最近的铜原子个数为__。

（5）铜与金形成的金属互化物的晶胞结构如图所示，其晶胞边长为anm，该金属互化物的密度为_____________(用含a、NA的代数式表示)g/cm3。

Answer 1

【答案】 第四周期IB族 N 1 晶体 5NA(或5×6.02×1023) 异硫氰酸分子间可形成氢鍵，而硫氰酸不能 12 3.89×1023/(a3NA)

【解析】分析：（1）根据Cu的原子结构示意图和核外电子排布式确定Cu在周期表中的位置、最高能层的符号和最高能层的电子数。

（2）根据晶体和非晶体的本质差异判断，晶体具有自范性、原子在三维空间呈周期性有序排列。

（3）（SCN）2的结构式为NC—S—S—CN，单键全为σ键，三键中有1个σ键和2个π键；异硫氰酸分子间形成氢键，沸点较高。

（4）铜原子的堆积方式为面心立方堆积，晶胞中Cu位于8个顶点和6个面心，以顶点Cu原子为研究对象，与之等距离最近的原子处于面心，顶点为8个晶胞共用，面心为2个晶胞共用，则每个铜原子周围距离最近的铜原子个数为=12。

（5）用“均摊法”确定晶胞中原子个数和化学式，由晶胞边长计算晶胞体积，计算1mol晶体的体积和质量，1mol晶体的质量除以1mol晶体的体积得出晶体的密度。

详解：（1）Cu原子核外有29个电子，Cu原子结构示意图为，基态Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，Cu在元素周期表中位于第四周期IB族。基态Cu原子中，核外电子占据最高能层是第四能层，第四能层的符号是N。占据该最高能层的电子数为1。

（2）某金属互化物具有自范性，原子在三维空间里呈周期性有序排列，该金属互化物属于晶体。

（3）（SCN）2的结构式为NC—S—S—CN，单键全为σ键，三键中有1个σ键和2个π键，1个（SCN）2中含5个σ键，1mol（SCN）2分子中含有5molσ键，含σ键的数目为5NA。异硫氰酸分子间形成氢键，硫氰酸分子间不存在氢键，硫氰酸的沸点低于异硫氰酸。

（4）铜晶体中铜原子的堆积方式为面心立方堆积，晶胞中Cu位于8个顶点和6个面心，以顶点Cu原子为研究对象，与之等距离最近的原子处于面心，顶点为8个晶胞共用，面心为2个晶胞共用，则每个铜原子周围距离最近的铜原子个数为=12。

（5）用“均摊法”，1个晶胞中含Au：8=1个，Cu：6=3个，金属互化物的化学式为Cu3Au；1个晶胞的体积为（a10-7cm）3=a310-21cm3，1mol晶体的体积为a310-21cm3NA=a3NA10-21cm3，1mol晶体的质量为389g，该金属互化物的密度为389g（a3NA10-21cm3）=g/cm3。