Question

【題目】鈉、鋁是兩種重要的金屬，其單質及化合物在人們的日常生活、生產及科學研究中具有廣泛的用途。回答下列問題：

（1）基態鋁原子的電子排布圖是____________________。

（2）與Al3+具有相同的電子層結構的簡單陰離子有__________（填離子符號），其中形成這些陰離子的元素中，電負性最強的是__________（填元素符號，下同），第一電離能最小的是__________。

（3）Al、Cl的電負性如下表：

元素	Al	Cl
電負性	1.5	3.0

則AlCl3為________晶體（填晶體類型）；AlCl3升華后蒸氣的相對分子質量約為267，則該蒸氣分子的結構式是____________（標明配位鍵）。

（4）氫化鋁鈉（NaAlH4）是重要的有機合成中還原劑。

①的空間構型為____________。

②NaAlH4的晶胞如下圖所示，與Na+緊鄰且等距的有________個；NaAlH4晶體的密度為________g/cm3（用含a 的代數式表示，NA代表阿伏加德羅常數）。

Answer 1

【答案】 F、O2、N3 F O 分子 正四面體 8

【解析】（1）Al的核外電子排布式為1s22s22p63s23p1，故其電子排布圖為。（2）Al3+核外有10個電子，而有10個電子的簡單陰離子有F、O2、N3。同周期主族元素從左到右，電負性逐漸增強，故F的電負性最強；第一電離能從左到右基本呈現逐漸增大的趨勢，但ⅤA族元素因p軌道中有3個電子，為半充滿狀態，較為穩定，故其第一電離能比相鄰的ⅥA族的元素稍大，因此第一電離能O<N<F。（3）Cl與Al電負性之差為1.5<1.7，故AlCl3為分子晶體。蒸氣相對分子質量為267，則可得其分子式為Al2Cl6，Al原子提供3個電子，周圍3個Cl各提供1個電子與其成鍵，另外1個Cl提供1對電子，形成配位鍵，故可得Al2Cl6的結構式為，注意畫出箭頭表示出配位鍵。（4）①AlH4－中Al周圍成鍵電子對數為(3+4+1)/2=4對，且無孤電子對，故空間構型為正四面體。②以處于體心的AlH4－為對象可知，與之緊鄰且等距的Na+位于晶胞棱上4個、晶胞中上面立方體左右側面面心2個、晶胞中下面立方體前后側面面心2個，故與AlH4－緊鄰且等距的Na+有8個，而與Na+緊鄰且等距的AlH4－也應有8個。根據AlH4－和Na+在晶胞中的位置關系可知，晶胞中AlH4－數目為：1+8×1/8+4×1/2=4；Na+數目為：6×1/2+4×1/4=4，晶胞質量m=g，V=a×107 cm×a×107 cm×2a×107 cm=2a3×1021 cm3，故密度ρ== g/cm3。