Question

5．冰晶石又名六氟合鋁酸鈉或氟化鋁鈉．為白色細(xì)小的結(jié)晶體．工業(yè)上制取冰晶石（Na₃A1F₆）的化學(xué)方程式為2A1（OH）₃+12HF+3A═2Na₃A1F₆+3C0₂↑+9H₂0
請(qǐng)回答下列問題：
（1）反應(yīng)物A屬于離子晶體．
（2）生成物中屬于極性分子的是H₂O（寫分子式），該分子的中心原子的雜化軌道類型為sp³．該分子的空間構(gòu)型為V形．
（3）A1單質(zhì)的晶體中原子的堆積方式如圖甲所示，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖乙所示，原子之間位置關(guān)系的平面圖如圖丙所示．

已知Al的原子半徑為d，N_A代表阿伏加德羅常數(shù)．Al的相對(duì)原子質(zhì)量為M，則晶胞中每個(gè)A1原子周圍與它最接近的且距離相等的A1原子的個(gè)數(shù)為12，一個(gè)晶胞中A1原子的數(shù)目為4；該晶體的密度為$\frac{M}{4\sqrt{2}{khgp1fe^{3}N}_{A}}$g．cm^-3 （用字母表示）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)元素守恒知，A中含有Na、C元素，根據(jù)原子守恒知，還含有O元素，且Na、C、O原子個(gè)數(shù)分別是2、1、3，所以A為Na₂CO₃；由陰陽離子構(gòu)成的晶體為離子晶體；
（2）正負(fù)電荷中心不重合的分子為極性分子；根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論計(jì)算并判斷中心原子的雜化軌道類型和微粒的空間構(gòu)型；
（3）可以均攤法計(jì)算晶胞中Al原子數(shù)目；結(jié)合Al的摩爾質(zhì)量計(jì)算晶胞質(zhì)量，Al的原子半徑為d pm，則晶胞棱長為4d pm×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=2$\sqrt{2}$d pm，再根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算晶胞密度．

解答 解：（1）根據(jù)元素守恒知，A中含有Na、C元素，根據(jù)原子守恒知，還含有O元素，且Na、C、O原子個(gè)數(shù)分別是2、1、3，所以A為Na₂CO₃；由陰陽離子構(gòu)成的晶體為離子晶體，碳酸鈉是由鈉離子和碳酸根離子構(gòu)成的，為離子晶體，
故答案為：離子；
（2）分子晶體由分子構(gòu)成，正負(fù)電荷中心不重合的分子為極性分子，二氧化碳和H₂O都是分子晶體，二氧化碳中正負(fù)電荷中心重合為非極性分子，H₂O中正負(fù)電荷中心不重合，為極性分子；水中心原子O的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，有兩對(duì)孤對(duì)電子對(duì)，軌道雜化方式為sp3，分子構(gòu)型是C形，
故答案為：H₂O；sp³；V形；
（3）則晶胞中每個(gè)A1原子周圍與它最接近的且距離相等的A1原子的個(gè)數(shù)為上面6干個(gè)，下面6個(gè)，共12個(gè)，晶胞中Al原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞質(zhì)量為4×$\frac{27}{{N}_{A}}$g，Al的原子半徑為d pm，則晶胞棱長為4d pm×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=2$\sqrt{2}$d pm，故Al晶胞的密度ρ=$\frac{m}{V}$=4×$\frac{27}{{N}_{A}}$g÷（2$\sqrt{2}$d×10^-10cm）³=$\frac{M}{4\sqrt{2}{itsleme^{3}N}_{A}}$g．cm^-3，
故答案為：12；4；$\frac{M}{4\sqrt{2}{mcgpim4^{3}N}_{A}}$g．cm^-3．

點(diǎn)評(píng) 本題考查晶體結(jié)構(gòu)、晶胞計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，為高考高頻點(diǎn)，注意利用均攤法計(jì)算晶胞質(zhì)量，需要學(xué)生具有一定的數(shù)學(xué)計(jì)算能力，難度中等．