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鍵的比例為___。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_________，1 mol該物質中有______個σ鍵。

（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。

（4）CaCl2熔點高于AlCl3的原因__________________________________。

（5）CaF2晶胞如圖所示，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______________pm(只要求列出計算式即可)。

Answer 1

【答案】4 1s22s22p63s23p63d5 6: 1 sp2 sp3 離子鍵、共價鍵、配位鍵 18NA 16 CaCl2是離子晶體，AlCl3是分子晶體

【解析】

(1)26號元素鐵基態原子核外電子排布是為1s22s22p63s23p63d64s2，可知在3d上存在4個未成對電子，失去電子變成鐵離子時，先失去4s上的2個電子后失去3d上的1個電子，因此鐵離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5；(2).一個乙醛分子含有6個σ鍵和一個π鍵，乙醛中甲基上的碳形成4條σ鍵，無孤對電子，因此采取sp3雜化類型，醛基中的碳形成3條σ鍵和1條π鍵，無孤對電子，采取sp2雜化類型。配合物｛Cu(NH3)4｝(OH)2中銅離子提供空軌道，氮原子提供孤對電子，銅離子和氨氣分子之間形成配位鍵，氨氣分子中氮和氫原子之間以共價鍵結合，內界離子和外界離子氫氧根離子之間以離子鍵結合，所以含有的化學鍵離子鍵、共價鍵、配位鍵, 1mol [Cu(NH3)4](OH)2中含4mol氨氣，4mol氨氣總共含有σ鍵的物質的量為12mol，1mol該配合物中含有4mol配位鍵，外界的氫氧根離子中也有2molσ鍵，所以含有的σ鍵的物質的量為18mol，即18NA 個。(3).該晶胞中氧原子個數為=8，有氧化亞銅中銅和氧的比例關系可知該晶胞中銅原子個數為氧原子個數的2倍，即為16個。(4) CaCl2是離子晶體，AlCl3是分子晶體，所以氯化鈣的熔點比氯化鋁的高。 (5)該晶胞中氟離子個數為8，鈣離子個數為=4，故1mol晶胞的質量為4×78g，由晶胞的密度可以求出晶胞的體積為cm3，故晶胞的邊長為cm。將晶胞分成8個小正方體，則氟離子與鈣離子之間的最小距離就是小正方體的頂點與體心之間的距離，因此，d=cm=pm。