Question

12．Fe、Al、Cu能与许多其它金属形成金属互化物，Cu₉Al₄就是其中一种重要的金属互化物，回答下列问题．
（1）Cu₉Al₄具有自范性，原子在三维空间里呈周期性有序排列，Cu₉Al₄属于晶体（填“晶体”或“非晶体”）
（2）Fe、Al、Cu三种元素基态原子中未成对电子最多的是Fe（填元素符号）．
（3）Cu₉Al₄与盐酸反应后生成AlCl₃，氯化铝可做为下列反应的催化剂

①分子③中碳原子杂化类型．
②已知AlCl₃•NH₃和AlCl₄^-中均有配位键．AlCl₃•NH₃中，提供空轨道的原子是Al；
（4）铜能与（SCN）₂反应，（SCN）₂对应的酸有两种，理论上硫氰酸（H-S-C≡N）的沸点低于异硫氰酸（H-N=C=S）的沸点，其原因是异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸不能
（5）一种铜金互化物具有立方最密堆积的结构，如图2所示该金属互化物中Cu原子与Au原子个数之比为3：1；该互化物中微粒之间的强相互作用是金属键．

Answer 1

分析 （1）根据晶体和非晶体中微粒的排列特点分析；
（2）根据元素的外围电子排布分析；
（3）①分子③中碳原子以C=C和C-C键的形式存在，根据C原子的价层电子对数判断；
②含有孤对电子的原子提供孤对电子，中心原子提供空轨道；
（4）能形成分子间氢键的物质熔沸点较高；
（5）利用均摊法计算晶胞中含有的原子个数来确定原子个数之比，金属晶体中存在金属键．

解答 解：（1）晶体中粒子在三维空间里呈周期性有序排列，有自范性；而非晶体中原子排列相对无序，无自范性，
故答案为：晶体；
（2）Fe的外围电子排布为3d⁶4s²，含有4个未成对电子，Al的外围电子排布为3s²3p¹，含有一个未成对电子，Cu的外围电子排布为3d¹⁰4s¹，含有一个未成对电子，所以Fe的未成对电子最多；
故答案为：Fe；
（3）①分子③中碳原子以C=C和C-C键的形式存在，C=C中C原子的价层电子对数为3，为sp²杂化，C-C中C原子的价层电子对数为4，为sp³杂化；
故答案为：sp²、sp³；
②AlCl₃•NH₃中Al为中心原子，NH₃和Cl^-为配体，中心原子Al提供空轨道；
故答案为：Al；
（4）能形成分子间氢键的物质熔沸点较高，异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸不能形成分子间氢键，所以异硫氰酸熔沸点高于硫氰酸，
故答案为：异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸不能；
（5）在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，所以该晶胞中含有铜原子个数=6×$\frac{1}{2}$=3，金原子个数=8×$\frac{1}{8}$=1，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为3：1，金属晶体中含有金属键；
故答案为：3：1；金属键．

点评 本题考查物质结构和性质，侧重考查学生空间想象能力及计算能力，涉及晶体与非晶体、核外电子排布、原子的杂化、配位键、氢键、晶体的计算等知识点，主要是图象分析和数据分析、杂化理论的理解应用，题目难度中等．