Question

【題目】【選做題——物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】

早期發(fā)現(xiàn)的一種天然二十面體準(zhǔn)晶顆粒由 Al、Cu、Fe 三種金屬元素組成，回答下列問題：

（1）準(zhǔn)晶是一種無平移周期序，但有嚴(yán)格準(zhǔn)周期位置序的獨(dú)特晶體，可通過___________方法區(qū)分晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體。

（2）基態(tài)Fe原子有個(gè)___________個(gè)未成對電子。Fe3＋的電子排布式為_____________ 。

（3）新制備的Cu(OH)2可將乙醛(CH3CHO)氧化為乙酸，而自身還原成Cu2O。乙醛中碳原子的雜化軌道類型為__________，1 mol乙醛分子中含有的σ鍵的數(shù)目為______________。Cu2O為半導(dǎo)體材料，在其立方晶胞內(nèi)部有4個(gè)氧原子，其余氧原子位于面心和頂點(diǎn)，則該晶胞中有___________個(gè)銅原子。鍺也是一種半導(dǎo)體材料，Ge與C是同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、叁鍵，但Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵，從原子結(jié)構(gòu)角度分析，原因是_______________________。

（4）如圖是金屬Ca和D所形成的某種合金的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖

鑭鎳合金與上述合金都具有相同類型的晶胞結(jié)構(gòu)XYn，它們有很強(qiáng)的儲(chǔ)氫能力。已知鑭鎳合金LaNin晶胞體積為9.0×10－23 cm3，儲(chǔ)氫后形成LaNinH4.5合金(氫進(jìn)入晶胞空隙，體積不變)，則LaNin中n＝_____________(填數(shù)值)；氫在合金中的密度為_____________。

Answer 1

【答案】（1）X射線衍射(1分)（2）4(1分)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5 (1分)

（3）sp3、sp2 ，6NA(1分)16 Ge原子半徑較大，難以形成穩(wěn)定的π鍵，不易形成雙鍵或叁鍵（4）5；0.083g/cm3

【解析】

試題分析：（1）從外觀無法區(qū)分三者，但用X光照射揮發(fā)現(xiàn)：晶體對X射線發(fā)生衍射，非晶體不發(fā)生衍射，準(zhǔn)晶體介于二者之間，因此通過有無衍射現(xiàn)象即可確定；

（2）26號(hào)元素Fe基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，可知在3d上存在4個(gè)未成對電子，失去電子變?yōu)殍F離子時(shí)，先失去4s上的2個(gè)電子后失去3d上的1個(gè)電子，因此Fe3+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5；

（3）乙醛中甲基上的C形成4個(gè)σ鍵，無孤電子對，因此采取sp3雜化類型，醛基中的C形成3個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，無孤電子對，采取sp2雜化類型；1個(gè)乙醛分子含有6個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵，則1mol乙醛含有6molσ鍵，即6NA個(gè)σ鍵；該晶胞中O原子數(shù)為4×1+6×+8×=8，由Cu2O中Cu和O的比例可知該晶胞中銅原子數(shù)為O原子數(shù)的2倍，即為16個(gè)；由于Ge原子半徑較大，難以形成穩(wěn)定的π鍵，因此不易形成雙鍵或叁鍵。

（4）Ca、D合金化學(xué)式為CaD5，鑭鎳合金與上述合金都具有相同類型的晶胞結(jié)構(gòu)XYn，所以該鑭鎳合金中n=5；該物質(zhì)密度==0.083 g/cm3。