Question

【题目】铝是当前应用最广泛的金属材料之一,铝制品及其化合物在日常生活和工农业生产中也有着重要的用途。回答下列问题：

(1)基态铝原子的核外电子排布式为____________。

(2)根据元素周期律等知识判断,第一电离能Al____________Mg(填写“大于”或“小于”)。

(3)Al2O3是常用的耐火材料,工业上也是用电解Al2O3方法制取金属Al,据此判断Al2O3的晶体类型是____________。

(4)LiAlH4是一种重要的有机合成试剂,AlH4-的立体构型为____________，LiAlH4中Al原子的杂化轨道类型为____________。

(5)金属铝的晶胞结构如图1所示,原子之间相对位置关系的平面图如图2所示。

①晶体铝中原子的堆积方式为____________。

②已知铝原子半径为acm,摩尔质量为Mg·mol-1,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体铝的密度ρ=_______g·cm-3(用含a、M、NA的代数式来表示)。

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p1 小于 离子晶体 正四面体 sp3 面心立方

【解析】试题分析：本题考查物质结构与性质，主要考查核外电子排布式的书写，第一电离能的比较，空间构型和杂化方式的判断，晶体类型的判断，金属晶体的堆积方式，晶胞的计算。

（1）Al的原子序数为13，基态Al原子核外有13个电子，根据构造原理，基态铝原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1。

（2）Al的价电子排布式为3s23p1，Mg的价电子排布式为3s2，Mg的3s处于全充满，较稳定；第一电离能：Al小于Mg。

（3）工业上用电解Al2O3方法制取金属Al，说明熔融Al2O3能导电，Al2O3属于离子晶体。

（4）AlH4-中中心原子Al的孤电子对数为（3+1-41）=0，Al的价层电子对数为0+4=4，AlH4-的VSEPR模型为正四面体型，由于Al上没有孤电子对，AlH4-的立体构型为正四面体型。中心原子Al原子采取sp3杂化。

（5）①根据铝的晶胞结构知，晶体Al中原子的堆积方式为面心立方。

②铝原子半径为acm，根据原子间相对位置关系的平面图，晶胞的边长为=2acm，晶胞的体积为（2acm）3=16a3cm3，用“均摊法”，1个晶胞中含Al：8+6=4，1mol晶体的体积为cm3NA=4a3NAcm3，1mol晶体的质量为Mg，晶体铝的密度ρ=Mg（4a3NAcm3）=g/cm3。