Question

用Cr³⁺摻雜的氮化鋁是理想的LED用熒光粉基質(zhì)材料，氮化鋁（其晶胞如圖1所示）可由氯化鋁與氨經(jīng)氣相反應(yīng)制得．

（1）Cr³⁺基態(tài)的核外電子排布式可表示為

 

．
（2）氮化鋁的化學(xué)式為

 

．
（3）氯化鋁易升華，其雙聚物Al₂Cl₆結(jié)構(gòu)如圖2所示．在Al₂Cl₆中存在的化學(xué)鍵有

 

（填字母）．
a．離子鍵　　　b．共價(jià)鍵　　　c．配位鍵　　　d．金屬鍵
（4）一定條件下用Al₂O₃和CCl₄反應(yīng)制備AlCl₃的反應(yīng)為：Al₂O₃+3CCl₄═2AlCl₃+3COCl₂．其中，COCl₂分子的空間構(gòu)型為

 

．一種與CCl₄互為等電子體的離子的化學(xué)式為

 

．
（5）AlCl₃在下述反應(yīng)中作催化劑．分子③中碳原子的雜化類型為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原子核外電子排布,化學(xué)鍵,判斷簡(jiǎn)單分子或離子的構(gòu)型

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）鉻24號(hào)元素，鉻元素失去3個(gè)電子變成Cr³⁺，所以Cr³⁺核外有21個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理寫出其核外電子排布式；
（2）利用均攤法求出晶胞中兩種原子的個(gè)數(shù)，再確定分子式；
（3）根據(jù)雙聚物Al₂Cl₆結(jié)構(gòu)確定化學(xué)鍵的類型；
（4）COCl₂分子的結(jié)構(gòu)式為，雙鍵中含有1個(gè)δ鍵、1個(gè)π鍵，確定碳原子的雜化方式與分子構(gòu)型；根據(jù)等電子體是指具有相同價(jià)電子數(shù)目和原子數(shù)目的離子來回答；
（5）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)=σ鍵電子對(duì)數(shù)+孤電子對(duì)數(shù)判斷碳原子的雜化方式；

解答： 解：（1）鉻24號(hào)元素，鉻元素失去3個(gè)電子變成Cr³⁺，所以Cr³⁺核外有21個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理知，該離子核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³；
（2）氮化鋁晶胞中N原子的個(gè)數(shù)=8×

1

8

+1=2，Al原子的個(gè)數(shù)=4×

1

4

+1=2，所以氮化鋁的化學(xué)式為AlN；
故答案為：AlN；
（3）雙聚物Al₂Cl₆形式存在，氯化鋁中鋁原子最外層電子只有3個(gè)電子，每個(gè)鋁原子和四個(gè)氯原子形成共價(jià)鍵，且其中一個(gè)共用電子對(duì)是氯原子提供，所以含有配位鍵，則在Al₂Cl₆中存在的化學(xué)鍵有共價(jià)鍵、配位鍵，故選bc；
（4）COCl₂分子的結(jié)構(gòu)式為，C=O中含有1個(gè)δ鍵、1個(gè)π鍵，碳原子的雜化方式為SP²雜化，
分子的空間構(gòu)型為平面三角形；與CCl₄互為等電子體的離子有：SO

2- 4

或PO

3- 4

或ClO

- 4

或SiO

4- 4

；
故答案為：平面三角形；SO

2- 4

或PO

3- 4

或ClO

- 4

或SiO

4- 4

；
（5）分子③中有的碳原子有些是形成4個(gè)σ鍵，無孤電子對(duì)，有些是形成3個(gè)σ鍵，無孤電子對(duì)，所以碳原子的雜化方式為sp²和sp³；
故答案為：sp²和sp³；

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)，涉及化學(xué)式的確定、雜化方式的確定、核外電子排布式的書寫等知識(shí)，利用均攤法、價(jià)層電子對(duì)互斥理論、構(gòu)造原理來分析解答即可，難度不大．