Question

【题目】早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Ca、Cu、Fe 四种金属元素组成，回答下列问题：

（1）基态 Fe原子有________个未成对电子，Fe3+的价电子排布式为________。

（2）新制的Cu(OH)2可将乙醛氧化成乙酸，而自身还原成Cu2O。乙醛分子中含有的σ键与π键的比值为_____。乙醛中碳原子的杂化轨道类型为____，配合物[Cu(NH3)4](OH)2中含有的化学键类型有_____。

（3）Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有____个铜原子；金属铜采取如图甲所示堆积方式，可称为_____堆积。。

（4）CaCl2熔点高于AlCl3的原因________。

（5）CaF2晶胞如图乙所示，已知：氟化钙晶体密度为ρg·cm-3 ， NA代表阿伏加德罗常数的值。氟化钙晶体中Ca2+和F-之间最近核间距(d)为________cm(只要求列出计算式即可)。

（甲） （乙）

Answer 1

【答案】4； 3d5 6: 1 sp2;sp3 离子键、共价键、配位键 16 面心立方最密 CaCl2是离子晶体，AlCl3是分子晶体

【解析】

（1）基态铁原子价电子排布式为3d64s2，d能级最多容纳10个电子，因此有4个未成对电子，Fe3＋的价电子排布式为3d5；

（2）乙醛结构简式为，成键原子之间只能形成一个σ键，双键之间有一个π键，1mol乙醛中σ键有6个，1个π键，因此比值为6：1；乙醛中甲基上的C有4个σ键，无孤电子对，C杂化类型为sp3，醛基上的C有3个σ键，无孤电子对，杂化类型为sp2；Cu2＋与NH3构成配位键，N和H、O和H以共价键构成，[Cu(NH3)4]2＋和OH－以离子键的形式存在；

（3）根据均摊的方法，氧原子的个数为(4＋8×1/8＋6×1/2)=8，氧化亚铜的化学式为Cu2O，因此Cu原子个数为16；根据甲晶胞图，金属铜采取面心立方最密堆积；

（4）CaCl2为离子晶体，AlCl3为分子晶体，一般离子晶体熔沸点高于分子晶体，因此CaCl2的熔沸点比AlCl3高；

（5） 白球位于顶点和面心，白球的个数为8×1/8＋6×1/2=4，黑球完全在晶胞内部，即有8个，根据氟化钙的化学式，得出白球为Ca2＋，黑球为F－，晶胞的质量为，令晶胞的边长为acm，则晶胞的体积为a3cm3，依据密度的定义，得出a=，Ca2＋和F－最近的核间距是体对角线的1/4，因此最近的核间距为 cm。