Question

【題目】〔化學—選修3：物質結構與性質〕

早期發現的一種天然準晶顆粒由三種Al、Cu、Fe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）基態鐵原子有 個未成對電子，三價鐵離子的電子排布式為： 可用硫氰化鉀奉驗三價鐵離子，形成配合物的顏色為 。

（3）新制備的氫氧化銅可將乙醛氧化為乙酸，而自身還原成氧化亞銅，乙醛中碳原子的雜化軌道類型為 ；一摩爾乙醛分子中含有的σ鍵的數為： 。乙酸的沸點明顯高于乙醛，其主要原因是： 。氧化亞銅為半導體材料，在其立方晶胞內部有四個氧原子，其余氧原子位于面心和頂點，則該晶胞中有 個銅原子。

（4）鋁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 。列式表示鋁單質的密度 g·cm－3（不必計算出結果）

Answer 1

【答案】（1）X-射線衍射 （1分）

（2）4；1s22s22p63s23p43d5血紅色

（3）sp3、sp2（2分）6NA（2分）

CH3COOH的相對分子質量大于乙醛并且醋酸存在分子間氫鍵（2分） 16（2分）

（4）12 （1分）（2分）

【解析】試題分析：（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；

（2）26號元素Fe基態原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p43d64s2，基態Fe原子核外處在能量最高的能級為3d，排布了6個電子，有6種不同的運動狀態，可知在3d上存在4個未成對電子，失去電子變為鐵離子時，三價鐵離子的電子排布式為1s22s22p63s23p43d5，可用硫氰化鉀檢驗三價鐵離子，形成配合物的顏色為血紅色；

（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；1個乙醛分子含有6個σ鍵和一個π鍵，則1mol乙醛含有6molσ鍵，即6NA個σ鍵；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；該晶胞中O原子數為4×1+6×1/2+8×1/8=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；

（4）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1/2

，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8×3×1/2=12；一個晶胞中Al原子數為8×1/8+6×1/2=4，因此Al的密度ρ=m/V=。