早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成,回答下列问题:
(1)准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过______方法区分晶体、准晶体和非晶体.
(2)基态Fe原子有______个未成对电子,Fe3+的电子排布式为______,可用硫氰化钾检验Fe3+,形成的配合物的颜色为______.
(3)新制备的Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸,而自身还原成Cu2O,乙醛中碳原子的杂化轨道类型为______;1mol乙醛分子中含有的σ键的数目为______,乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是______.Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有______个铜原子.
(4)Al单质为面心立方晶体,其晶胞参数a=0.405mm,晶胞中铝原子的配位数为______,列式表示Al单质的密度4×276.02×1023×(0.405×10?7)3
网友回答
【答案】 (1)从外观无法区分三者,但用X光照射挥发现:晶体对X射线发生衍射,非晶体不发生衍射,准晶体介于二者之间,因此通过有无衍射现象即可确定,
故答案为:X射线衍射;
(2)26号元素Fe基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,可知在3d上存在4个未成对电子,失去电子变为铁离子时,先失去4s上的2个电子后失去3d上的1个电子,因此Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,硫氰化铁为血红色,
故答案为:4;1s22s22p63s23p63d5;血红色;
(3)乙醛中甲基上的C形成4条σ键,无孤电子对,因此采取sp3杂化类型,醛基中的C形成3条σ键和1条π键,无孤电子对,采取sp2杂化类型;1个乙醛分子含有6个σ键和一个π键,则1mol乙醛含有6molσ键,即6NA个σ键;乙酸分子间可形成氢键,乙醛不能形成氢键,所以乙酸的沸点高于乙醛;该晶胞中O原子数为4×1+6×12+8×18=8,由Cu2O中Cu和O的比例可知该晶胞中铜原子数为O原子数的2倍,即为16个;
故答案为:sp3、sp2;6NA;乙酸存在分子间氢键;16;
(4)在Al晶体的一个晶胞中与它距离相等且最近的Al原子在通过这个顶点的三个面心上,面心占12,通过一个顶点可形成8个晶胞,因此该晶胞中铝原子的配位数为8×3×12=12;一个晶胞中Al原子数为8×18+6×12=4,因此Al的密度ρ=mV=4×27gNA×(0.405×10?7cm)3=4×276.02×1023×(0.405×10?7)3g?cm-3,
故答案为:4×276.02×1023×(0.405×10?7)3.
【问题解析】
(1)晶体对X射线发生衍射,非晶体不发生衍射,准晶体介于二者之间;(2)根据Fe原子的核外电子排布式确定未成对电子数,失去电子变为铁离子时,先失去4s上的电子后失去3d上的电子,硫氰化铁为血红色;(3)乙醛中甲基上的C采取sp3杂化类型,醛基中的C采取sp2杂化类型;1个乙醛分子含有6个σ键和一个π键;乙酸分子间可形成氢键导致沸点较高;根据O数目和Cu2O中Cu和O的比例计算晶胞中Cu原子的数目;(4)在Al晶体的一个晶胞中与它距离相等且最近的Al原子在通过这个顶点的三个面心上,面心占12,通过一个顶点可形成8个晶胞. 名师点评 本题考点 真题集萃;原子核外电子排布;共价键的形成及共价键的主要类型;配合物的成键情况;晶胞的计算;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别. 考点点评 本题考查了晶体的性质、原子核外电子排布规律、共价键类型、氢键、杂化类型、晶胞配位数及密度的计算,综合性非常强,为历年高考选作常考题型,难度中等,其中晶胞配位数以及密度的计算是本题的难点.
【本题考点】
真题集萃;原子核外电子排布;共价键的形成及共价键的主要类型;配合物的成键情况;晶胞的计算;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别. 考点点评 本题考查了晶体的性质、原子核外电子排布规律、共价键类型、氢键、杂化类型、晶胞配位数及密度的计算,综合性非常强,为历年高考选作常考题型,难度中等,其中晶胞配位数以及密度的计算是本题的难点.