Question

【題目】Al、Fe、Cu 是重要的材料元素，在生產生活中有著廣泛的應用。回答下列問題:

(1)基態 Fe2+的價電子排布式為 _________，有 __________個未成對電子。

(2)氯化鋁熔點為 194℃,而氧化鋁熔點為 2050℃，二者熔點相差很大的原因是 _________。

(3)鋁和氮可形成一種具有四面體結構單元的高溫結構陶瓷，其晶胞如下圖所示： 晶胞中 Al 的配位數是 _________，若該晶胞的邊長為 a pm，則該晶體的密度為_________g·cm3。(用 N 表示阿伏加德羅常數的值)

(4)一種銅的溴化物晶胞結構如下圖所示：Cu 填充在 Br 的四面體空隙，則占據此類空隙的百分比為__________；該晶胞中銅的配位數是_________ ,與溴緊鄰的溴原子數目是_________，由圖中 P 點和 Q 點的原子坐標參數可確定 R 點的原子坐標參數為__________。

Answer 1

【答案】3d6 4 氧化鋁是離子晶體，而氯化鋁是分子晶體 4 或等 50﹪ 4 12

【解析】

（1）核外電子排布式遵循構造原理，有能級交錯現象。先排能量低的能級，再排能量高的能級。即4s能級的能量低于3d能級，先排4s，后排3d。但失電子時，先失去4s能級上的電子。判斷未成對電子數目時，要根據洪特規則。

（2）一般情況下，不同類型的晶體的熔點：原子晶體＞離子晶體＞分子晶體。

（3）配位數可理解為某離子周圍距離最近的異電荷離子。晶胞中 Al 的配位數是4；晶胞的簡單計算中運用ρ=m/V進行求算。

（4）配位數可理解為某離子周圍距離最近的異電荷離子。由晶胞結構可知，Cu的配位數為4；以頂點Br為例，與其緊鄰的Br為面心上的Br。

（1）Fe是26號元素，核外電子排布為[Ar]3d64s2，失去兩個電子后，核外電子排布變為3d6；根據洪特規則，Fe2＋的核外電子中有4個未成對電子。

（2）氯化鋁是分子晶體，熔點較低。氧化鋁是離子晶體，熔點較高。

（3）配位數可理解為某離子周圍距離最近的異電荷離子。晶胞中 Al 的配位數是4；晶胞的簡單計算中運用ρ=m/V進行求算。

根據均攤法，該晶胞中含有的Br的數目為8×1/8+6×1/2=4，N在晶胞體內，共計4個。該晶胞的質量為4×（27+14），ρ=m/V=4×（27+14）/NAa3×10-30=4×41/NA×a3×10-30；

（5）根據該銅的溴化物的晶胞結構可知，Cu周圍距離最近的Br有4個，故銅的配位數為4；以頂點Br為例，與其緊鄰的Br為面心上的Br，共計12個；

根據P、Q點的坐標，可確定R點的坐標為（1/4，1/4，1/4）。