Question

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⁺，形成的配合物的颜色为

 

．
（3）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

 

．乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是

 

．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定点，则该晶胞中有

 

个铜原子．
（4）Al单质为面心立方晶体，晶胞中铝原子的配位数为

 

．

Answer 1

考点：不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别,原子核外电子排布,配合物的成键情况,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：

分析：（1）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；
（2）根据Fe原子的核外电子排布式确定未成对电子数，失去电子变为铁离子时，先失去4s上的电子后失去3d上的电子，硫氰化铁为血红色；
（3）乙醛中甲基上的C采取sp³杂化类型，醛基中的C采取sp²杂化类型；1个乙醛分子含有6个σ键和一个π键；乙酸分子间可形成氢键导致沸点较高；根据O数目和Cu₂O中Cu和O的比例计算晶胞中Cu原子的数目；
（4）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

1

2

，通过一个顶点可形成8个晶胞．

解答： 解：（1）从外观无法区分三者，但用X光照射挥发现：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，
故答案为：X射线衍射；
（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，
故答案为：4；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵；血红色；
（3）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6N_A个σ键；乙酸分子间可形成氢键，乙醛不能形成氢键，所以乙酸的沸点高于乙醛；该晶胞中O原子数为4×1+6×

1

2

+8×

1

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；
故答案为：sp³、sp²；6N_A；乙酸存在分子间氢键；16；
（4）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

1

2

，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×

1

2

=12；
故答案为：12．

点评：本题考查了晶体的性质、原子核外电子排布规律、共价键类型、氢键、杂化类型、晶胞配位数计算，综合性非常强，题目难度中等，其中晶胞配位数的计算是本题的难点．