Question

【題目】鋁廣泛應用于航空、建筑、汽車等行業，目前工業上采用電解氧化鋁和冰晶石(Na3AlF6)混合物的方法制取鋁。回答下列問題：

(1)某同學寫出了鋁原子的4種不同狀態的電子排布圖

其中能量最低的是___________(填字母)，電子由狀態C到狀態B所得原子光譜為___________光譜(填“發射”或“吸收”)，狀態D是鋁的某種激發態，但該電子排布圖有錯誤，主要是不符合____________________________________________。

(2)熔融狀態的氯化鋁可揮發出二聚分子Al2Cl6，其結構如圖所示。

①a鍵的鍵能_________b鍵的鍵能(填“>”“<”或“=”)，其理由是______________________。

②Al2Cl6中鋁原子的雜化方式為___________；AlCl3的空間結構為 ___________________。

(3)冰晶石屬于離子化合物，由Na+和AIF63－組成，在冰晶石的晶胞中，AlF63－占據的位置相當于氯化鈉晶胞中Cl－的位置。

①冰晶石的化學式為___________，一個冰晶石晶胞中Na+的個數為___________。

②已知冰晶石的密度為2.95g/cm3，則冰品石晶胞的邊長a=___________pm(列出算式即可，阿伏加德羅常數值為6.02×1023)

Answer 1

【答案】A 發射 洪特規則 < 共價鍵的鍵長越短，鍵能越大 sp3 平面三角形 Na3AIF6 12

【解析】

本題主要考查電子排布式特點、原子的雜化方式、分子空間構型的分析、以晶胞為單位的密度計算等知識點。

（1）根據能量最低原理，核外電子先占據能量低的原子軌道，原子軌道的能量由低到高的順序為1s＜2s＜2p＜3s＜3p。根據電子排布的特點，只有A符合能量最低原理；電子由高能級向低能級轉變時產生的光譜是發射光譜；洪特規則是指當電子排布在同一能級的不同軌道時，基態原子中的電子總是優先單獨占據一個軌道，且自旋狀態相同。狀態D不符合這一規則。

（2）①因為共價鍵的鍵長越短，鍵能越大，b鍵的鍵長較大，所以a鍵的鍵能小于b鍵的鍵能；

②Al2Cl6中每個鋁原子和四個氯原子形成4個共價鍵，采取sp3雜化；AlCl3中Al只形成三個共價鍵，中心原子Al是sp2雜化,三氯化鋁的分子構型為平面三角形結構；

（3）①由化合價代數和為0可知，冰晶石的化學式為Na3AIF6；AlF63－占據的位置相當于氯化鈉晶胞中Cl－的位置，因為一個NaCl晶胞中含有4個Cl-，故一個冰晶石的晶胞中含有4個AlF63－，故一個晶胞中含有12個Na＋；

②一個冰晶石的晶胞中含有4個Na3AIF6，Na3AIF6的分子量為210，由得 pm。