Question

【題目】金屬銅、鐵、鋁等在人類文明史上先后被廣泛使用。回答下列問題：

(1)銅、銀、金三種金屬在元素周期表同族且依次相鄰，因此價電子層結構相似。銀原子價層電子排布式為________；金元素在周期表的位置是________。

(2)觀察如下循環圖可以獲知FeO的晶格能為________ kJ·mol－1。

(3)氯化鋁熔點194℃，會升華，熔融態不易導電。實驗測得氣態氯化鋁分子組成式為Al2Cl6，其結構式為________；氣態氯化鋁中存在________(填選項標號)

A．離子鍵 B．配位鍵 C．氫鍵 D．范德華力 E．金屬鍵 F．非極性共價鍵

(4)石墨微觀結構如下圖。其中碳原子雜化類型為________。金剛石晶體中碳碳鍵鍵長為0.155nm。金剛石的熔點略低于石墨，而遠高于C60的原因是________。

(5)設阿伏加德羅常數值為NA，則石墨的密度為________(列出計算表達式)

Answer 1

【答案】 第六周期 IB族 3902 BD 金剛石和石墨熔化需要破壞共價鍵，等物質的量金剛石鍵能總和略低于石墨，所以熔點略低于石墨；C60是分子晶體，熔化時只需克服分子間作用力，所以熔點較低。

【解析】

(1)銅、銀、金同主族其價電子排布相同，銅的價電子排布為3d104s1；同理，銀原子價層電子排布式為4d105s1；金元素在周期表的位置是第六周期第ⅠB族；

(2)晶格能是指在標準狀況下，使離子晶體變成氣態正離子和氣態負離子時所吸收的能量。從定義看，FeO的晶格能為3902kJ·mol－1；

(3)氣態氯化鋁中，Al原子價電子數為3，與Cl原子已經全部成鍵，Al原子有1個空軌道，Cl原子有孤電子對，Al和Cl之間形成1個配位鍵，結構式為；Al原子和4個Cl原子成鍵，其雜化類型為sp3；氣態氯化鋁中存在極性共價鍵、配位鍵；分子間存在范德華力，答案為BD；

(4)從石墨的結構來看，石墨中每個碳原子和其他碳原子形成3個共價鍵，因此碳原子雜化類型為sp2；金剛石是原子晶體，熔化時需要破壞共價鍵，石墨熔化時也需要破壞共價鍵，從鍵長可以判斷，石墨中共價鍵的鍵能大于金剛石中共價鍵的鍵能，因此金剛石的熔點低于石墨；而C60形成的是分子晶體，熔化時，克服分子間作用力，而共價鍵的強度遠大于分子間作用力，因此金剛石的熔點遠高于C60；答案為金剛石和石墨熔化需要破壞共價鍵，等物質的量金剛石鍵能總和略低于石墨，所以熔點略低于石墨；C60是分子晶體，熔化時只需克服分子間作用力，所以熔點較低；

(6)將中間一層的石墨進行平行移動，上下層石墨重合，可將晶胞看成正六棱柱，高為0.335nm，底面正六邊形的邊長為0.142nm，則底面積為，晶胞的體積為；利用均攤法，六棱柱的每個頂點被6個晶胞所共用，則晶胞中含有的C原子數，晶胞的質量為，則密度。