Question

17．銅及其合金是人類最早使用的金屬材料．
（1）銅元素在周期表中的位置是第四周期第ⅠB族；銅離子的價電子排布圖是；
（2）Cu²⁺能與NH₃、H₂O、Cl^-等形成配位數為4的配合物，[Cu（NH₃）₄]²⁺具有對稱的空間構型，其結構簡式（必須將配位鍵表示出來）是；名稱是四氨合銅離子；[Cu（NH₃）₄]²⁺中的兩個NH₃被兩個Cl^-取代，能得到兩種不同結構的產物，則[Cu（NH₃）₄]²⁺的空間構型為平面正方形；
（3）根據價層電子對互斥模型，預測SO₄^2一的空間構型為正四面體形，與SO₄^2-屬于等電子體的離子有PO₄^3-、ClO₄^-；（試寫兩例）
（4）銅與類鹵素（SCN）₂反應生成Cu（SCN）₂，1mol（SCN）₂中含有π鍵的數目為4N_A，類鹵素（SCN）₂對應的酸有兩種，理論上硫氰酸（H-S-C≡N ）的沸點低于異硫氰酸（H-N=C=S）的沸點，其原因是異硫氰酸分子間可形成氫鍵，而硫氰酸不能．

Answer 1

分析 （1）Cu元素原子核外電子數為29，外圍電子排布式為3d¹⁰4s¹；Cu原子失去4s、3d能級的1個電子形成Cu²⁺；
（2）[Cu（NH₃）₄]²⁺中銅離子含有空軌道、氨分子中N原子含有孤電子對，二者形成配位鍵，配位鍵由含有孤電子對的原子指向含有空軌道的原子，據此畫出其結構簡式；四氨合銅離子形成4個配位鍵，具有對稱的空間構型，可能為平面正方形或正四面體，如為正四面體，[Cu（NH₃）₄]²⁺中的兩個NH₃被兩個Cl^-取代，只有一種結構；
（3）根據SO₄^2-中心原子含有的共價鍵個數與孤電子對個數之和確定其空間構型；原子總數、價電子總數相同的離子也是等電子體；
（4）根據（SCN）₂分子結構式為N≡C-S-S-C≡N計算；分子間有氫鍵的能使物質熔沸點升高．

解答 解：（1）Cu元素原子核外電子數為29，外圍電子排布式為3d¹⁰4s¹，則銅位于第四周期第IB族元素；Cu原子失去4s、3d能級的1個電子形成Cu²⁺，其價電子排布圖為：，故答案為：第四周期第IB族；；
（2）[Cu（NH₃）₄]²⁺中銅離子含有空軌道、氨分子中N原子含有孤電子對，二者形成配位鍵，配位鍵由含有孤電子對的原子指向含有空軌道的原子，據此畫出其結構簡式：；四氨合銅離子形成4個配位鍵，具有對稱的空間構型，可能為平面正方形或正四面體，如為正四面體，[Cu（NH₃）₄]²⁺中的兩個NH₃被兩個Cl^-取代，只有一種結構，所以應為平面正方形，
故答案為：；四氨合銅離子；平面正方形；
（3）SO₄^2-中心原子含有4個σ鍵，孤電子對數=$\frac{1}{2}$（6+2-4×2）=0，所以其空間構型為正四面體結構；SO₄^2-屬于等電子體的離子團有PO₄^3-、ClO₄^-，
故答案為：正四面體；PO₄^3-、ClO₄^-；
（4）（SCN）₂分子結構式為N≡C-S-S-C≡N，1個N≡C鍵中有1個σ鍵，其余兩個為π鍵，1mol（SCN）₂分子中含有π鍵的數目4N_A，異硫氰酸（H-N=C=S）分子中N原子上連接有H原子，分子間能形成氫鍵，故沸點高，
故答案為：4N_A；異硫氰酸分子間可形成氫鍵，而硫氰酸不能．

點評 本題考查了原子結構、配合物成鍵情況等知識，題目難度中等，明確分析配合物成鍵情況的方法，試題培養了學生的分析能力及靈活應用能力．