Question

卟吩易與金屬離子配位形成金屬配合物，卟吩可由甲醛（HCHO）與吡咯[結構式如圖（a）所示]合成．
（1）甲醛分子中碳原子軌道雜化類型為

 

，HCHO空間構型為

 

（用文字描述）．
（2）1mol吡咯中σ鍵數目為

 

．
（3）卟吩分子內存在氫鍵，在圖（b）中用（…）畫出氫鍵結構．
（4）卟吩銅是一種配合物．
①Cu²⁺基態(tài)時核外電子排布式為

 

．
②在圖（c）中畫出卟吩銅中Cu²⁺與N原子間的化學鍵．

Answer 1

考點：原子軌道雜化方式及雜化類型判斷,原子核外電子排布,判斷簡單分子或離子的構型,配合物的成鍵情況

專題：原子組成與結構專題,化學鍵與晶體結構

分析：（1）利用甲醛中的成鍵來分析碳原子的雜化類型；利用雜化類型來分析空間結構；
（2）共價單鍵是σ鍵，共價三鍵中含有2個π鍵1個σ鍵，共價雙鍵中含有1個σ鍵1個π鍵；
（3）含F、O、N元素的物質中分子內或分子之間能形成氫鍵，卟吩分子內存在N元素，1個氮原子有1個孤電子對，以此來解答；
（4）①Cu的原子序數為29，價電子排布為3d¹⁰4s¹；②Cu²⁺含有空軌道，N原子含有孤對電子，可形成配位鍵．

解答： 解：（1）甲醛分子中含有碳氧雙鍵，1個甲醛分子中含有2個碳氫σ鍵，1個碳氧σ鍵，共有3個σ鍵，則碳原子軌道的雜化類型為sp²雜化，因甲醛中碳原子采取sp²雜化，則分子的空間構型為平面三角形，
故答案為：sp²；平面三角形；　
（2）吡咯分子式為：C₄H₅N，1個分子中存在1個C-C、2個C-N，2個C=C，4個C-H，1個N-H，含有10個σ鍵，
故答案為：10 mol（或10×6.02×10²³）；
（3）因N的電負性較大，則卟吩分子內存在氫鍵，1個氮原子有1個孤電子對，與1個氫形成分子內氫鍵，結構如圖：，
故答案為：；
（4）①Cu的原子序數為29，價電子排布為3d¹⁰4s¹，則基態(tài)Cu²⁺的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹或[Ar]3d⁹，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹或[Ar]3d⁹；　
②Cu²⁺含有空軌道，1個氮原子有1個孤電子對，可形成配位鍵，配離子中1個Cu²⁺與4個N形成配位鍵，可表示為：，
故答案為：．

點評：本題考查物質結構和性質，較為綜合，涉及電子排布式的書寫、晶胞的結構、雜化類型的判斷等知識，是對學生分析、思維能力的考查，注意配合物卟吩銅中Cu²⁺與N原子間的化學鍵，題目難度中等．