Question

【題目】鋁是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的金屬材料之一,鋁制品及其化合物在日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也有著重要的用途。回答下列問題：

(1)基態(tài)鋁原子的核外電子排布式為____________。

(2)根據(jù)元素周期律等知識(shí)判斷,第一電離能Al____________Mg(填寫“大于”或“小于”)。

(3)Al2O3是常用的耐火材料,工業(yè)上也是用電解Al2O3方法制取金屬Al,據(jù)此判斷Al2O3的晶體類型是____________。

(4)LiAlH4是一種重要的有機(jī)合成試劑,AlH4-的立體構(gòu)型為____________，LiAlH4中Al原子的雜化軌道類型為____________。

(5)金屬鋁的晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示,原子之間相對(duì)位置關(guān)系的平面圖如圖2所示。

①晶體鋁中原子的堆積方式為____________。

②已知鋁原子半徑為acm,摩爾質(zhì)量為Mg·mol-1,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則晶體鋁的密度ρ=_______g·cm-3(用含a、M、NA的代數(shù)式來表示)。

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p1 小于 離子晶體 正四面體 sp3 面心立方

【解析】試題分析：本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，主要考查核外電子排布式的書寫，第一電離能的比較，空間構(gòu)型和雜化方式的判斷，晶體類型的判斷，金屬晶體的堆積方式，晶胞的計(jì)算。

（1）Al的原子序數(shù)為13，基態(tài)Al原子核外有13個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理，基態(tài)鋁原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p1。

（2）Al的價(jià)電子排布式為3s23p1，Mg的價(jià)電子排布式為3s2，Mg的3s處于全充滿，較穩(wěn)定；第一電離能：Al小于Mg。

（3）工業(yè)上用電解Al2O3方法制取金屬Al，說明熔融Al2O3能導(dǎo)電，Al2O3屬于離子晶體。

（4）AlH4-中中心原子Al的孤電子對(duì)數(shù)為（3+1-41）=0，Al的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為0+4=4，AlH4-的VSEPR模型為正四面體型，由于Al上沒有孤電子對(duì)，AlH4-的立體構(gòu)型為正四面體型。中心原子Al原子采取sp3雜化。

（5）①根據(jù)鋁的晶胞結(jié)構(gòu)知，晶體Al中原子的堆積方式為面心立方。

②鋁原子半徑為acm，根據(jù)原子間相對(duì)位置關(guān)系的平面圖，晶胞的邊長(zhǎng)為=2acm，晶胞的體積為（2acm）3=16a3cm3，用“均攤法”，1個(gè)晶胞中含Al：8+6=4，1mol晶體的體積為cm3NA=4a3NAcm3，1mol晶體的質(zhì)量為Mg，晶體鋁的密度ρ=Mg（4a3NAcm3）=g/cm3。