题目内容
【题目】早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成.回答下列问题:
(1)准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过方法区别晶体、准晶体和非晶体.
(2)基态Fe原子有个未成对电子,Fe3+的电子排布式为 . 可用硫氰化钾检验Fe3+ , 现象是 .
(3)根据价层电子对互斥理论判断:SO42﹣的立体构型为 , H3O+的立体构型为 .
(4)新制的Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸,而自身还原成Cu2O.乙醛中碳原子的杂化轨道为 , 1mol乙醛分子中含有的σ键的数目为 . 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.
(5)Al单质为面心立方晶体,其晶胞如图.晶胞中铝原子的配位数为 .
【答案】
(1)X射线衍射
(2)4,1s22s22p63s23p63d5,形成血红色溶液
(3)正四面体,三角锥
(4)sp3、sp2,6NA,16
(5)12
【解析】解:(1)从外观无法区分三者,但用X光照射会发现:晶体对X射线发生衍射,非晶体不发生衍射,准晶体介于二者之间,因此通过有无衍射现象即可确定;
(2)26号元素Fe基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,可知在3d上存在4个未成对电子,失去电子变为铁离子时,先失去4s上的2个电子后失去3d上的1个电子,因此Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,硫氰化铁为血红色,所以硫氰化钾检验Fe3+,现象是形成血红色溶液;
(3)SO42﹣中心原子S原子成4个σ键、没有孤对电子,价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=4+0=4,杂化轨道数为4,采取sp3杂化,SO42﹣的立体构型是正四面体;H3O+的中心原子O价层电子对个数=3 =4,采取sp3杂化,有一对孤电子对,分子构型为三角锥型;
(4)乙醛中甲基上的C形成4条σ键,无孤电子对,因此采取sp3杂化类型,醛基中的C形成3条σ键和1条π键,无孤电子对,采取sp2杂化类型;1个乙醛分子含有6个σ键和一个π键,则1mol乙醛含有6molσ键,即6NA个σ键;该晶胞中O原子数为4×1+6× +8×
=8,由Cu2O中Cu和O的比例可知该晶胞中铜原子数为O原子数的2倍,即为16个;
(5)在Al晶体的一个晶胞中与它距离相等且最近的Al原子在通过这个顶点的三个面心上,面心占 ,通过一个顶点可形成8个晶胞,因此该晶胞中铝原子的配位数为8×3×
=12;
所以答案是:(1)X射线衍射;(2)4;1s22s22p63s23p63d5;形成血红色溶液;(3)正四面体;三角锥;(4)sp3、sp2;6NA;16;(5)12.
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