Question

【題目】早期發(fā)現(xiàn)的一種天然二十面體準晶顆粒由 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(qū)分晶體、準晶體和非晶體。

(2)基態(tài)Fe原子有________個未成對電子。Fe3＋的電子排布式為_______________。

(3)新制備的Cu(OH)2可將乙醛(CH3CHO)氧化為乙酸，而自身還原成Cu2O。乙醛中碳原子的雜化軌道類型為________，1 mol乙醛分子中含有的σ鍵的數(shù)目為________。Cu2O為半導體材料，在其立方晶胞內(nèi)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。鍺也是一種半導體材料，Ge與C是同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、叁鍵，但Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵，從原子結(jié)構(gòu)角度分析，原因是______________________________。

(4)如圖是金屬Ca和D所形成的某種合金的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖：

鑭鎳合金與上述合金都具有相同類型的晶胞結(jié)構(gòu)XYn，它們有很強的儲氫能力。已知鑭鎳合金LaNin晶胞體積為9.0×10－23 cm3，儲氫后形成LaNinH4.5合金(氫進入晶胞空隙，體積不變)，則LaNin中n＝________(填數(shù)值)；氫在合金中的密度為________。

Answer 1

【答案】 X射線衍射 4 1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5) sp3、sp2 6NA 16 Ge原子半徑較大，難以形成穩(wěn)定的π鍵，不易形成雙鍵或叁鍵 5 0.083 g·cm－3

【解析】（1）從外觀無法區(qū)分三者，但晶體對X-射線發(fā)生衍射，非晶體不發(fā)生衍射，準晶體介于二者之間，因此通過有無X衍射現(xiàn)象即區(qū)分。

（2）26號元素Fe基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，失去電子變?yōu)殍F離子時，先失去4s上的2個電子，再失去3d上的1個電子，因此Fe3+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5。

（3）乙醛中甲基上的C形成4個σ鍵，無孤對電子，因此采取sp3雜化類型，醛基中的C形成3個σ鍵和1個π鍵，無孤對電子，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；Cu2O立方晶胞中O原子數(shù)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(shù)為O原子數(shù)的2倍，即為16個；Ge與C是同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、叁鍵，Ge原子半徑大，難以通過“肩并肩”方式形成π鍵，Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵。

（4）由晶胞結(jié)構(gòu)可知，Ca原子是8×＝1，D原子是8×＋1＝5，原子個數(shù)比是1:5，鑭鎳合金與上述合金都具有相同類型的晶胞結(jié)構(gòu)，則LaNin中n＝5；由LaNinH4.5可知，該晶胞的體積為 9.0×10-23cm3，氫原子的質(zhì)量為 g，則氫在合金中的密度為ρ= =g·cm-3=0.083 g·cm-3。