Question

【題目】早期發現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)新制備的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(不必計算出結果)。

Answer 1

【答案】X—射線衍射 4 1s22s22p63s23p63d5 血紅色 sp3、sp2 乙酸存在分子間氫鍵 16 12

【解析】

（1）區分晶體、準晶體和非晶體的方法是X—射線衍射；

（2）根據Fe原子的核外電子排布式確定未成對電子數，失去電子變為鐵離子時，先失去4s上的電子后失去3d上的電子，硫氰化鐵為血紅色；

（3）乙醛中甲基上的C采取sp3雜化類型，醛基中的C采取sp2雜化類型；乙酸分子間可形成氫鍵導致沸點較高；根據O數目和Cu2O中Cu和O的比例計算晶胞中Cu原子的數目；

（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，通過一個頂點可形成8個晶胞；根據ρ=計算密度。

（1）從外觀無法區分三者，區分晶體、準晶體和非晶體的方法是X—射線衍射，

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，Fe失去3個電子變為鐵離子時，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個σ鍵，無孤電子對，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，無孤電子對，采取sp2雜化類型；乙酸分子間可形成氫鍵，乙醛分子間不能形成氫鍵，所以乙酸的沸點高于乙醛；該晶胞中O原子數為4×1+6×+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；

故答案為：sp3、sp2；乙酸存在分子間氫鍵；16；

（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，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：12；。