Question

【題目】〔化學(xué)—選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)〕(15分)

早期發(fā)現(xiàn)的一種天然準(zhǔn)晶顆粒由三種Al、Cu、Fe元素組成。回答下列問題：

（1）準(zhǔn)晶是一種無平移周期序，但有嚴(yán)格準(zhǔn)周期位置序的獨(dú)特晶體，可通過 方法區(qū)分晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體。

（2）基態(tài)鐵原子有 個(gè)未成對電子，三價(jià)鐵離子的電子排布式為： 可用硫氰化鉀奉驗(yàn)三價(jià)鐵離子，形成配合物的顏色為

（3）新制備的氫氧化銅可將乙醛氧化為乙酸，而自身還原成氧化亞銅，乙醛中碳原子的雜化軌道類型為 ；一摩爾乙醛分子中含有的σ鍵的數(shù)目為： 。乙酸的沸點(diǎn)明顯高于乙醛，其主要原因是： 。氧化亞銅為半導(dǎo)體材料，在其立方晶胞內(nèi)部有四個(gè)氧原子，其余氧原子位于面心和頂點(diǎn)，則該晶胞中有 個(gè)銅原子。

（4）鋁單質(zhì)為面心立方晶體，其晶胞參數(shù)a＝0．405nm，晶胞中鋁原子的配位數(shù)為 。列式表示鋁單質(zhì)的密度 g·cm－3(不必計(jì)算出結(jié)果)

Answer 1

【答案】（1）X射線衍射；（2）4個(gè)；血紅色；（3）sp3；sp2；6NA；乙酸的分子間存在氫鍵，增加了分子之間的相互作用；16；（4）12；

【解析】

試題（1）從外觀無法區(qū)分三者，但用X光照射揮發(fā)現(xiàn)：晶體對X射線發(fā)生衍射，非晶體不發(fā)生衍射，準(zhǔn)晶體介于二者之間，因此通過有無衍射現(xiàn)象即可確定；

（2）26號元素Fe基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p43d64s2，基態(tài)Fe原子核外處在能量最高的能級為3d，排布了6個(gè)電子，有6種不同的運(yùn)動狀態(tài)，可知在3d上存在4個(gè)未成對電子，失去電子變?yōu)殍F離子時(shí)，三價(jià)鐵離子的電子排布式為1s22s22p63s23p43d5，可用硫氰化鉀檢驗(yàn)三價(jià)鐵離子，形成配合物的顏色為血紅色；

（3）乙醛中甲基上的C形成4條σ鍵，無孤電子對，因此采取sp3雜化類型，醛基中的C形成3條σ鍵和1條π鍵，無孤電子對，采取sp2雜化類型；1個(gè)乙醛分子含有6個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵，則1mol乙醛含有6molσ鍵，即6NA個(gè)σ鍵；乙酸分子間可形成氫鍵，乙醛不能形成氫鍵，所以乙酸的沸點(diǎn)高于乙醛；該晶胞中O原子數(shù)為4×1+6×1/2+8×1/8=8，由Cu2O中Cu和O的比例可知該晶胞中銅原子數(shù)為O原子數(shù)的2倍，即為16個(gè)；

（4）在Al晶體的一個(gè)晶胞中與它距離相等且最近的Al原子在通過這個(gè)頂點(diǎn)的三個(gè)面心上，面心占1/2

，通過一個(gè)頂點(diǎn)可形成8個(gè)晶胞，因此該晶胞中鋁原子的配位數(shù)為8×3×1/2=12；一個(gè)晶胞中Al原子數(shù)為8×1/8+6×1/2=4，因此Al的密度ρ=m/V=。