中国是最早发现并使用青铜器国家。司母戊鼎是迄今为止出土的世界上最大、最重的青铜礼器，享有“镇国之宝”的美誉（如图1）。

（1）Cu原子的外围电子排布式为_____。

（2）图2所示为第四周期某主族元素的第一至五电离能数据，该元素是____，I₃远大于I₂的原因是______。

（3）图3是某含铜配合物的晶体结构示意图。

①晶体中H₂O和SO₄^2-的中心原子的杂化类型为_____，试判断H₂O和SO₄^2-的键角大小关系并说明原因_____。

②图3中的氢键有(H₂O)O—H···O(H₂O)和_______。

③写出该配合物的化学式_______。

（4）一种铜的氯化物晶胞结构如图所示。

该化合物的化学式为______，已知P、Q、R的原子坐标分别(0，0，0)、(1，1，1)、(，，)，若Cu原子与最近的Cl原子的核间距为apm，则该晶体的密度计算表达式为______。

答案

    (1). 3d¹⁰4s¹    (2). Ca（或钙）    (3). Ca原子失去2个电子以后达到稳定结构，再失去1个电子很困难    (4). sp³、sp³    (5). H₂O分子键角小于的SO₄^2-键角，因为H₂O中O存在2对孤电子对而SO₄^2-中的S不存在，孤电子对成键电子的斥力大于成键电子对成键电子的斥力    (6). (H₂O)O—H···O(SO₄^2-)    (7). [Cu(H₂O)₄]SO₄·H₂O    (8). CuCl    (9).  g/cm³

【解析】

（1）Cu为第29号元素，原子的外围电子排布式为：3d¹⁰4s¹ ；

（2）根据图示第四周期某主族元素的第一至五电离能数据，电离能突变在第三电离能，故该元素为第四周期第IIA族元素，该元素是Ca；I₃远大于I₂的原因是Ca原子失去2个电子以后达到稳定结构，再失去1个电子很困难；

（3）①晶体中H₂O和SO₄^2-的价层电子对数均为4对，故中心原子的杂化类型均为sp³；H₂O的键角小于SO₄^2-的键角，因为H₂O中O存在2对孤电子对而SO₄^2-中的S没有孤对电子，孤电子对成键电子的斥力大于成键电子对成键电子的斥力，故键角更小；

②图3中的氢键有(H₂O)O—H···O(H₂O)和(H₂O)O—H···O(SO₄^2-)；

③该配合物中，中心离子是Cu²⁺，配体是水，配位数是4，阴离子是硫酸根，还有一个结晶水，故其化学式为：[Cu(H₂O)₄]SO₄·H₂O；
（4）铜的氯化物晶胞结构中Cu占据了顶点和面心，Cl占据了体内4个位置，故该化合物的化学式为CuCl，已知P、Q、R的原子坐标分别(0，0，0)、(1，1，1)、 (，，)，若Cu原子与最近的Cl原子的核间距为a pm，即为体对角线的四分之一，故则该晶体的边长为： ×10^-10cm，该晶胞的体积为： ×10^-30cm³，一个晶胞的质量为：g，故晶胞的密度计算表达式为： =  g/cm³。