问题 填空题

(物质结构与性质)新型节能材料高温超导体的最先突破是在1987年从新的钇钡铜氧材料的研究开始的.在制备钇钡铜氧高温超导体的同时,偶然得到了副产品--紫色的硅酸铜钡.凑巧的是,后者正是发现于中汗代器物上的被称为“汗紫”的颜料,还发现于秦俑彩绘.

钇钡铜氧的晶胞结构如图.研究发现,此高温超导体中的铜元素有两种价态,+2价和+3价.

(1)给出铜在周期表中的位置(周期和族)______

(2)写出Cu3+的核外电子排布:______

(3)根据图示晶胞结构,推算晶体中Y,Cu,Ba和O原子个数比,确定其化学式为:______

(4)根据(3)所推出的化合物的组成,计算出其中Cu原子的平均化合价(该化合物中各元素的化合价为Y3+、Ba2+),最后计算化合物中这两种价态Cu原子个数比为:______.

(5)在硫酸铜溶液中通入过量的氨气,小心蒸发,最终得到的[Cu(NH34]SO4晶体中含有的化学键除了普通共价键外,还有______和______.

答案

(1)Cu的原子序数为29,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,应位于周期表第四周期,IB族,

故答案为:第四周期,IB族;

(2)Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,失去3个电子后,Cu3+的电子排布式为[Ar]3d8 或1s22s22p63s23p63d8

故答案为:[Ar]3d8 或1s22s22p63s23p63d 8

(3)由晶胞结构示意图可知,晶胞中,有1个Y3+,2个Ba2+位于晶胞内部,则平均一个晶胞含有:1个Y3+,2个Ba2+

铜离子(二价和三价)位于顶点和棱的位置,则共含有铜离子个数为:8×

1
8
+8×
1
4
=3,

O2-位于棱以及面心位置,处于棱上的氧离子共有12个,处于面心的氧离子共有8个,则平衡1个晶胞含有氧离子的个数为:12×

1
4
+8×
1
2
=7,则化学式为YBa2Cu3O7

故答案为:YBa2Cu3O7

(4)根据化合价代数和为0可知,Cu的平均化合价为+

2×7-3-2×2
3
=+
7
3

设晶胞平均含有x个Cu2+,ygCu3+

则有:

x+y=3
2x+3y=2×7-3-2×2

解之得x=2,y=1,

所以:Cu2+:Cu3+=2:1,

故答案为:Cu2+:Cu3+=2:1;

(5)[Cu(NH34]SO4晶体中,)[Cu(NH34]2+与SO42-之间为离子键,Cu2+与NH3之间为配位键,

故答案为:离子键,配位键.

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