Question

【題目】早期發現的一種天然二十面體準晶顆粒由Al、Ca、Cu、Fe 四種金屬元素組成，回答下列問題：

（1）基態 Fe原子有________個未成對電子，Fe3+的價電子排布式為________。

（2）新制的Cu(OH)2可將乙醛氧化成乙酸，而自身還原成Cu2O。乙醛分子中含有的σ鍵與π鍵的比值為_____。乙醛中碳原子的雜化軌道類型為____，配合物[Cu(NH3)4](OH)2中含有的化學鍵類型有_____。

（3）Cu2O為半導體材料，在其立方晶胞內部有4個氧原子，其余氧原子位于面心和頂點，則該晶胞中有____個銅原子；金屬銅采取如圖甲所示堆積方式，可稱為_____堆積。。

（4）CaCl2熔點高于AlCl3的原因________。

（5）CaF2晶胞如圖乙所示，已知：氟化鈣晶體密度為ρg·cm-3 ， NA代表阿伏加德羅常數的值。氟化鈣晶體中Ca2+和F-之間最近核間距(d)為________cm(只要求列出計算式即可)。

（甲） （乙）

Answer 1

【答案】4； 3d5 6: 1 sp2;sp3 離子鍵、共價鍵、配位鍵 16 面心立方最密 CaCl2是離子晶體，AlCl3是分子晶體

【解析】

（1）基態鐵原子價電子排布式為3d64s2，d能級最多容納10個電子，因此有4個未成對電子，Fe3＋的價電子排布式為3d5；

（2）乙醛結構簡式為，成鍵原子之間只能形成一個σ鍵，雙鍵之間有一個π鍵，1mol乙醛中σ鍵有6個，1個π鍵，因此比值為6：1；乙醛中甲基上的C有4個σ鍵，無孤電子對，C雜化類型為sp3，醛基上的C有3個σ鍵，無孤電子對，雜化類型為sp2；Cu2＋與NH3構成配位鍵，N和H、O和H以共價鍵構成，[Cu(NH3)4]2＋和OH－以離子鍵的形式存在；

（3）根據均攤的方法，氧原子的個數為(4＋8×1/8＋6×1/2)=8，氧化亞銅的化學式為Cu2O，因此Cu原子個數為16；根據甲晶胞圖，金屬銅采取面心立方最密堆積；

（4）CaCl2為離子晶體，AlCl3為分子晶體，一般離子晶體熔沸點高于分子晶體，因此CaCl2的熔沸點比AlCl3高；

（5） 白球位于頂點和面心，白球的個數為8×1/8＋6×1/2=4，黑球完全在晶胞內部，即有8個，根據氟化鈣的化學式，得出白球為Ca2＋，黑球為F－，晶胞的質量為，令晶胞的邊長為acm，則晶胞的體積為a3cm3，依據密度的定義，得出a=，Ca2＋和F－最近的核間距是體對角線的1/4，因此最近的核間距為 cm。