物质的结构决定物质的性质．请回答下列涉及物质结构和性质的问题：（1）基态Cu2+的电子排布式为，其最外电子层的电子数为．（2）利用价层电子对互斥理论（VSEPRtheory）预测多原子

Question

物质的结构决定物质的性质．请回答下列涉及物质结构和性质的问题：
（1）基态Cu²⁺的电子排布式为___，其最外电子层的电子数为___．
（2）利用价层电子对互斥理论（VSEPR theory）预测多原子分子或离子立体构型时，认为价层电子间互斥力（F）的大小决定了夹角（∠）的大小：F（孤电子对间）>F（孤电子对-双键电子）>F（双键电子-单键电子）>F（单键电子间），则a．∠（孤-孤夹角）、b．∠（孤-双夹角）、c．∠（双-单夹角）、d．∠（单-单夹角）由大到小的排序为___（填编号）；XeF₄中Xe价层电子数为6对，画出其VSEPR模型（含中心原子的孤电子对）___．
（3）在图1中，除NH₃、H₂O、HF外的同主族氢化物的沸点随周期数增大而升高的原因是___；
已知固态NH₃、H₂O、HF的氢键键能和结构如表：

物质	氢键X-H…Y	键能/kJ•mol-1
（HF）n	F-H…F	28.1
冰	O-H…O	18.8
（NH3）n	N-H…N	5.4

根据如表固态NH₃、H₂O、HF的结构示意图解释H₂O、HF、NH₃沸点依次降低的原因：___．
（4）石墨型BN呈白色，亦称“白石墨”，“白石墨”在一定条件下可转化为金刚石型BN．“白石墨”的结构示意图和晶胞如图2（中图是晶胞底面从“白石墨”中的截取情况），则“白石墨”的密度为___（以含a、b的代数式表示）．

Answer 1

（1）Cu是29号元素，原子核外电子数为29，Cu²⁺离子的电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹，其M电子层的电子数为17，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹；17；
（2）使得价层电子对间的孤电子对斥力最小，孤对电子间的排斥力较大，故键角由大到小为abcd，则XeF₄分子中四个成键电子对处于同一平面上，两对孤对电子在上方和下方，理想构型为三角双锥形，VSEPR模型，
故答案为：abcd；；
（3）同主族氢化物一般都是分子晶体，除NH₃、H₂O、HF外，分子的相对分子质量越大，分子间的作用力越大，所以其沸点随周期数增大而升高，在NH₃、H₂O、HF中，氨分子只有一对孤电子对，氟化氢分子只有一个氢原子，水分子有两个氢原子和两对孤电子对，所以每摩尔氨气和氟化氢中都有1mol氢键，而每摩尔水中有2mol氢键，所以每摩尔水中含有氢键的键能为18.8kJ•mol^-1×2=37.6kJ•mol^-1，每摩尔NH₃中含有氢键的键能为5.4kJ•mol^-1，每摩尔HF中含有氢键的键能为28.1kJ•mol^-1，每摩尔物所含氢键键能越大，即分子间作用力越大，则沸点越高，所以H₂O、HF、NH₃沸点由高到低的顺序依次为H₂O>HF>NH₃，
故答案为：同为分子晶体，物质的组成与结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越大；单个氢键的键能是（HF）n>冰>（NH₃）_n，而平均每个分子含氢键数：冰中2个，（HF）_n和（NH₃）_n只有1个，气化要克服的氢键的总键能是冰>（HF）_n>（NH₃）_n；
（4）根据石墨型BN的晶体结构可知，每个B原子周围有3个σ键、没有孤电子，所以B原子按sp²杂化，N原子周围有3个σ键，没有孤电子，在BN晶胞中含有原子数共为4×(1)/(12)+4×(1)/(6)+2×(1)/(3)+2×(1)/(6)+1+1=10，其中半是B原子，一半是N原子，由于晶胞的下底面为内角为60°的棱形，所以晶胞的体积为(√(3))/(2)a2b，根根据ρ=(m)/(V)可知，其密度为((5×(11+14))/(NA))/((√(3))/(2)a2b)g•cm^-3=(100)/(√(3)NAa2b)g•cm^-3，
故答案为：(100)/(√(3)NAa2b)g•cm^-3．