Question

20．已知：硫酸銅溶液中滴入氨基乙酸鈉（H₂N-CH₂-COONa）即可得到配合物A．其結構如圖1所示
（1）元素N和O的第一電離能大小關系為：N大于O（填“大于”或“小于”或“等于”），解釋其原因N原子價電子排布為2s²2p³，p能級半充滿，原子穩定，第一電離能較高．
（2）Cu元素基態原子的外圍電子（價電子）排布式為3d¹⁰4s¹．
（3）氨基乙酸鈉分解產物之一為二氧化碳．寫出二氧化碳的一種等電子體：N₂O（或SCN^-、N₃^-等）（寫化學式，一種即可）．
（4）請寫出氧原子的核外電子排布圖．
（5）配合物A中碳原子的軌道雜化類型為sp³、sp²．
（6）銅的立方晶胞結構如圖2所示
①晶胞中銅原子的個數為4．
②已知N_A表示阿伏伽德羅常數的數值，銅晶胞的參數為a=x cm則銅的密度為$\frac{256}{{N}_{A}{x}^{3}}$g/cm³（只寫出含有x和N_A的表達式即可）．

Answer 1

分析 （1）根據同周期從左到右，元素的第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子的2p能級處于半滿穩定狀態，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰的元素；
（2）Cu是29號元素，其原子核外有29個電子，3d能級上有10個電子、4s能級上有1個電子，3d、4s能級上電子為其外圍電子，根據構造原理書寫其基態原子外圍電子排布式；
 （3）原子個數相等、價電子數相等的微粒為等電子體；
（4）氧為8號元素，核外有8個電子，根據原子構造原理畫出氧原子的核外電子排布圖；
（5）配合物A分子中一種碳有C=O，碳的雜化方式為sp2雜化，另一種碳周圍都是單鍵，根據碳原子的成鍵情況要以判斷碳原子的雜化方式；
（6）①利用均攤法確定晶胞中銅原子的個數
②銅晶胞的參數為a=x cm，則銅晶胞的體積為x³cm³，根據密度$ρ=\frac{m}{V}$計算．

解答 解：（1）同周期從左到右，元素的第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子的2p能級處于半滿穩定狀態，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰的元素，所以N、O的第一電離能大小關系為N＞O；
故答案為：大于；N原子價電子排布為2s²2p³，p能級半充滿，原子穩定，第一電離能較高；
（2）Cu是29號元素，其原子核外有29個電子，3d能級上有10個電子、4s能級上有1個電子，3d、4s能級上電子為其外圍電子，根據構造原理知其基態原子外圍電子排布式為3d¹⁰4s¹，故答案為：3d¹⁰4s¹；
（3）一個二氧化碳分子中原子個數為3個，價電子數為16，原子個數相等、價電子數相等的微粒為等電子體，則CO₂的等電子體為：N₂O（或SCN^-、N₃^-等），
故答案為：N₂O（或SCN^-、N₃^-等）；
（4）氧為8號元素，核外有8個電子，氧原子的核外電子排布圖為，
故答案為：；
（5）配合物A分子中一種碳有C=O，碳的雜化方式為sp²雜化，另一種碳周圍都是單鍵，碳的雜化方式為sp³雜化；
故答案為：sp³、sp²；
（6）①利用均攤法知，晶胞中銅原子的個數=6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=4，
故答案為：4；
②根據①知，銅晶胞中含有4個銅原子，銅晶胞的參數為a=x cm，銅晶胞的體積為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，
故答案為：$\frac{256}{{N}_{A}{x}^{3}}$．

點評 本題涉及的知識點有晶胞的計算、等電子體、價層電子對互斥理論等知識點，利用均攤法、等電子體概念、價層電子對互斥理論來分析解答即可，題目難度中等；高考題中對于物質結構和性質的考查時，不是單純的涉及一個考點，常常將各個考點融入到一個大型題中，考查知識較全面，要求學生對各個考點熟練掌握，一般來說，有關晶胞的計算較難．