Question

【題目】【選做題——物質結構與性質】

早期發現的一種天然二十面體準晶顆粒由 Al、Cu、Fe 三種金屬元素組成，回答下列問題：

（1）準晶是一種無平移周期序，但有嚴格準周期位置序的獨特晶體，可通過___________方法區分晶體、準晶體和非晶體。

（2）基態Fe原子有個___________個未成對電子。Fe3＋的電子排布式為_____________ 。

（3）新制備的Cu(OH)2可將乙醛(CH3CHO)氧化為乙酸，而自身還原成Cu2O。乙醛中碳原子的雜化軌道類型為__________，1 mol乙醛分子中含有的σ鍵的數目為______________。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。鍺也是一種半導體材料，Ge與C是同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、叁鍵，但Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵，從原子結構角度分析，原因是_______________________。

（4）如圖是金屬Ca和D所形成的某種合金的晶胞結構示意圖

鑭鎳合金與上述合金都具有相同類型的晶胞結構XYn，它們有很強的儲氫能力。已知鑭鎳合金LaNin晶胞體積為9.0×10－23 cm3，儲氫后形成LaNinH4.5合金(氫進入晶胞空隙，體積不變)，則LaNin中n＝_____________(填數值)；氫在合金中的密度為_____________。

Answer 1

【答案】（1）X射線衍射(1分)（2）4(1分)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5 (1分)

（3）sp3、sp2 ，6NA(1分)16 Ge原子半徑較大，難以形成穩定的π鍵，不易形成雙鍵或叁鍵（4）5；0.083g/cm3

【解析】

試題分析：（1）從外觀無法區分三者，但用X光照射揮發現：晶體對X射線發生衍射，非晶體不發生衍射，準晶體介于二者之間，因此通過有無衍射現象即可確定；

（2）26號元素Fe基態原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，可知在3d上存在4個未成對電子，失去電子變為鐵離子時，先失去4s上的2個電子后失去3d上的1個電子，因此Fe3+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5；

（3）乙醛中甲基上的C形成4個σ鍵，無孤電子對，因此采取sp3雜化類型，醛基中的C形成3個σ鍵和1個π鍵，無孤電子對，采取sp2雜化類型；1個乙醛分子含有6個σ鍵和一個π鍵，則1mol乙醛含有6molσ鍵，即6NA個σ鍵；該晶胞中O原子數為4×1+6×+8×=8，由Cu2O中Cu和O的比例可知該晶胞中銅原子數為O原子數的2倍，即為16個；由于Ge原子半徑較大，難以形成穩定的π鍵，因此不易形成雙鍵或叁鍵。

（4）Ca、D合金化學式為CaD5，鑭鎳合金與上述合金都具有相同類型的晶胞結構XYn，所以該鑭鎳合金中n=5；該物質密度==0.083 g/cm3。