Question

【題目】鋁、鈦的合金及其化合物用途非常廣泛，回答下列問題：

（1）Al65Cu20Co15是一種準晶體，準晶體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Al原子價電子排布式為____，鋁的第一電離能比鎂的低，是因為____。

（3）AlF3的熔點(1040℃)比AlCl3(194℃)高得多，這是因為____；氣態時，氯化鋁以雙聚體的形式存在，畫出Al2Cl6的結構：____。

（4）TiO2＋檢驗反應為TiO2＋＋H2O2＝[TiO(H2O2)]2＋(橙紅色)，配離子[TiO(H2O2)]2＋中與中心原子形成配位鍵的原子是__；H2O2中氧原子的雜化方式是___，H2O2的沸點(158℃)比鍵合方式相同的S2Cl2(138℃)的高，其原因是____。

（5）鋁鈦合金可用作磁控濺射鍍膜的原材料，它的晶體結構及晶胞參數如圖所示(Ti、Al位于面心或頂點)。阿伏加德羅常數的值為NA，則該鋁鈦合金的密度為__g·cm－3(列出表達式)。

Answer 1

【答案】X射線衍射 3s23p1 鎂失去的是全充滿3s2上的一個電子，需要較高的能量，鋁失去的是3p1上的一個電子，需要的能量較低 氟化鋁是離子晶體，氯化鋁是分子晶體 氧原子 sp3 過氧化氫分子間可形成作用力比范德華力更強的氫鍵

【解析】

(1)X射線衍射實驗可以區分晶體、準晶體和非晶體；

(2)鋁為13號元素，最外層有3個電子；鎂的第一電離能失去的是全充滿3s2上的一個電子，鋁的第一電離能失去的是3p1上的一個電子；

(3)根據物質的熔點結合晶體的特征分析解答；氣態時，氯化鋁以雙聚體的形式存在，據此畫出Al2Cl6的結構；

(4)配離子[TiO(H2O2)]2＋中氧原子上有孤對電子；H2O2中O原子形成2個σ鍵，含有2個孤電子對；過氧化氫分子間可形成氫鍵；

(5)根據Ti、Al位于面心或頂點，結合均攤法分析晶胞中含有的鈦原子和鋁原子數，計算出晶胞的質量和晶胞的體積，再計算鋁鈦合金的密度。

(1)X射線衍射實驗可以區分晶體、準晶體和非晶體，故答案為：X射線衍射；

(2)鋁為13號元素，最外層有3個電子，基態Al原子價電子排布式為3s23p1，鎂失去的是全充滿3s2上的一個電子，需要較高的能量，鋁失去的是3p1上的一個電子，需要的能量較低，因此鋁的第一電離能比鎂的低，故答案為：3s23p1；鎂失去的是全充滿3s2上的一個電子，需要較高的能量，鋁失去的是3p1上的一個電子，需要的能量較低；

(3)AlF3的熔點1040℃，符合離子晶體的特征，AlCl3熔點194℃，符合分子晶體的特征，因此AlF3的熔點比AlCl3熔點高得多；氣態時，氯化鋁以雙聚體的形式存在，Al2Cl6的結構為，故答案為：氟化鋁是離子晶體，氯化鋁是分子晶體；；

(4)配離子[TiO(H2O2)]2＋中氧原子上有孤對電子，所以與中心原子形成配位鍵的原子是氧原子；H2O2中O原子形成2個σ鍵，含有2個孤電子對，采用sp3雜化；過氧化氫分子間可形成作用力比范德華力更強的氫鍵，所以H2O2的沸點比S2Cl2的高，故答案為：氧原子；sp3；過氧化氫分子間可形成作用力比范德華力更強的氫鍵；

(5)根據晶胞結構，Ti、Al位于面心或頂點，晶胞中含有鈦原子8×+2×=2個，鋁原子4×=2個，則晶胞的質量=g，晶胞的體積為cm3，則該鋁鈦合金的密度為=g·cm－3，故答案為：。