Question

【題目】

早期發現的一種天然二十面體準晶顆粒由三種Al、Cu、Fe三種金屬元素組成。回答下列問題：

（1）準晶是一種無平移周期序，但有嚴格準周期位置序的獨特晶體，可通過_______________方法區分晶體、準晶體和非晶體。

（2）基態Fe原子有_________個未成對電子，Fe3+的電子排布式為_______________。可用硫氰化鉀檢驗Fe3+，形成的配合物的顏色為_______________。

（3）新制的Cu(OH)2可將乙醛（CH3CHO）氧化成乙酸，而自身還原成Cu2O。乙醛中碳原子的雜化軌道類型為____________，乙醛分子中各元素的電負性由大到小的順序為_______________。乙酸的沸點明顯高于乙醛，其主要原因是_____________________________。Cu2O為半導體材料，在其立方晶胞內部有4個氧原子，其余氧原子位于面心和頂點，則該晶胞中有___________個銅原子。

（4）Al單質為面心立方晶體，其晶胞參數a＝0.405nm，晶胞中鋁原子的配位數為__________。列式表示Al單質的密度_______________ g·cm-3。

Answer 1

【答案】 X 射線衍射法 4 1s22s22p63s23p63d5 或[Ar] 3d5 血紅色 sp3、sp2 O＞C＞H 乙酸形成了分子間的氫鍵，造成沸點升高 16 12

【解析】(1)從外觀無法區分三者，但用X光照射揮發現：晶體對X射線發生衍射，非晶體不發生衍射，準晶體介于二者之間，因此通過有無衍射現象即可確定，故答案為：X射線衍射；

(2)26號元素Fe基態原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，可知在3d上存在4個未成對電子，失去電子變為鐵離子時，先失去4s上的2個電子后失去3d上的1個電子，因此Fe3+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，硫氰化鐵為血紅色，故答案為：4；1s22s22p63s23p63d5；血紅色；

(3)乙醛中甲基上的C形成4條σ鍵，無孤電子對，因此采取sp3雜化類型，醛基中的C形成3條σ鍵和1條π鍵，無孤電子對，采取sp2雜化類型；元素的非金屬性越強，電負性數值越大，乙醛分子中各元素的電負性由大到小的順序為O＞C＞H；乙酸分子間可形成氫鍵，乙醛不能形成氫鍵，所以乙酸的沸點高于乙醛，故答案為：sp3、sp2；O＞C＞H；乙酸存在分子間氫鍵，造成沸點升高；

(4)該晶胞中O原子數為4×1+6×+8×=8，由Cu2O中Cu和O的比例可知該晶胞中銅原子數為O原子數的2倍，即為16個；在Al晶體的一個晶胞中與它距離相等且最近的Al原子在通過這個頂點的三個面心上，面心占，通過一個頂點可形成8個晶胞，因此該晶胞中鋁原子的配位數為8×3×=12；一個晶胞中Al原子數為8×+6×=4，因此Al的密度ρ= ==gcm-3，故答案為：16；12； 。