Question

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

（1）準晶是一種無平移周期序，但有嚴格準周期位置序的獨特晶體，可通過_______________方法區(qū)分晶體、準晶體和非晶體。

（2）Fe的基態(tài)原子有________個未成對電子，F(xiàn)e3+的電子排布式為__________________。可用硫氰化鉀檢驗Fe3+，形成的配合物的顏色為__________。

（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________，1mol乙醛分子中含有的σ鍵的數(shù)目為__________。乙酸的沸點明顯高于乙醛，其主要原因是____________________。Cu2O為半導體材料，在其立方晶胞內(nèi)部有4個氧原子，其余氧原子位于面心和頂點，則該晶胞中有________個銅原子。

（4）Al單質(zhì)為面心立方晶體，其晶胞參數(shù)a=0.405nm，晶胞中鋁原子的配位數(shù)為________。列式表示Al單質(zhì)的密度_________________________________________________g/cm3（不必計算出結(jié)果）。

Answer 1

【答案】X射線衍射 4 1s22s22p63s23p63d5 紅色 sp2、sp3 6NA 乙酸存在分子間氫鍵 16 12

【解析】

（1）區(qū)分晶體與非晶體的方法為：X射線衍射；

（2）Fe的基態(tài)原子價電子排布式為3d64s2，s能級充滿，3d能級1個軌道充滿，有4個未成對電子；Fe3+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5；Fe3+遇到硫氰根離子顯血紅色；

（3）乙醛中醛基碳原子形成3條鍵，無孤電子對，為sp2雜化，甲基碳原子形成4條鍵，無孤電子對，為sp3雜化；乙醛分子中含有4條C-H鍵，1條C=O雙鍵，1條C-C鍵，則1mol乙醛含有6molσ鍵；乙酸分子內(nèi)存在-O-H鍵，可分子間形成氫鍵，使熔沸點升高，而乙醛只存在分子間的作用力，則乙酸的沸點明顯高于乙醛；晶胞中，氧原子個數(shù)=4+8×1/8+6×1/2=8，根據(jù)化學式，晶胞內(nèi)含有16個銅原子；

（4）Al單質(zhì)為面心立方晶體，離頂點最近且距離相等的Al原子在面心位置，共有12個即配位數(shù)為12；晶胞中含有Al的個數(shù)為8×1/8+6×1/2=4，ρ=m/V=4×27/（a3×NA）g/nm3=4×27/[(4.05×10-8)3×NA] g/cm3；