第5题(10分)试用离子极化讨论Cu+与Na+虽然半径相近,但CuCl在水中溶解度比NaCl小得多的原因。

考查要点：本题主要考查离子极化理论在解释离子化合物溶解度差异中的应用，需结合离子电子层构型、极化能力与键型变化的关系进行分析。

解题核心思路：

1. 比较阳离子的电子层构型：Na+为8e构型（类似稀有气体结构），Cu+为18e构型（d区离子特征）。
2. 极化能力差异：18e构型离子极化能力更强，导致键型从离子键向共价键过渡。
3. 溶解度与键型的关系：共价键成分增加会降低物质的溶解度。

破题关键点：

• 电子构型决定极化能力：Na+电子层结构稳定，极化能力弱；Cu+因d轨道存在，极化能力强。
• 键型变化影响溶解度：离子键为主时溶解度较高，共价键成分增加时溶解度降低。

电子层构型与极化能力分析

1. Na+的电子构型：
   Na+通过失去最外层电子形成，电子排布为$1s^2 2s^2 2p^6$，对应8e构型（类似稀有气体Ne的电子层结构）。

   • 特点：电子层结构稳定，极化能力弱，变形性小。

2. Cu+的电子构型：
   Cu原子基态电子排布为$[{\rm Ar}]3d^{10}4s^1$，失去4s轨道的1个电子后，Cu+的电子排布为$[{\rm Ar}]3d^{10}$，对应18e构型（3s²3p⁶3d¹⁰）。

   • 特点：d轨道存在使电子云分布更复杂，极化能力强，变形性大。

键型与溶解度的关系

• NaCl的键型：
  Na+极化能力弱，Cl⁻的电子云偏移小，以离子键为主，晶体结构疏松，易溶于极性溶剂水。
• CuCl的键型：
  Cu+极化能力强，显著吸引Cl⁻的电子云，键型向共价键过渡，晶体结构更致密，溶解度显著降低。