选做一
[化学-选修3:物质结构与性质]
早期发现的一种天然准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种元素组成.回答下列问题:
21.准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过 方法区分晶体、准晶体和非晶体.
22.基态铁原子有_个未成对电子,三价铁离子的电子排布式为 .三价铁离子比二价铁离子的稳定性更好,原因是 .
23.新制备的氢氧化铜可将乙醛氧化为乙酸,而自身还原成氧化亚铜,乙醛中碳原子的杂化轨道类型为 ;乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是 .
24.在硫酸铜溶液中加入过量KCN,生成配合物[Cu(CN)4]2﹣,在形成配位键时,弧对电子由 元素提供.
25.氧化亚铜为半导体材料,在其立方晶胞内部有四个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有 个铜原子.
26.铝单质为面心立方晶体,其晶胞边长a=0.405nm,晶胞中铝原子的配位数为 .列式表示铝单质的密度 g•cm﹣3(不必计算出结果).
X﹣射线衍射
从外观无法区分三者,但用X光照射挥发现:晶体对X射线发生衍射,非晶体不发生衍射,准晶体介于二者之间,因此通过有无衍射现象即可确定,
故答案为:X﹣射线衍射;
晶体对X射线发生衍射,非晶体不发生衍射,准晶体介于二者之间;
晶体类型与对应物质的性质
1s22s22p63s23p63d5;三价铁离子的3d轨道为半满状态,能量更低更稳定
26号元素Fe基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,失去3个电子变为铁离子时,三价铁离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,因为三价铁离子处于半满的稳定状态,所以三价铁离子比二价铁离子的稳定性更好,
故答案为:1s22s22p63s23p63d5;三价铁离子的3d轨道为半满状态,能量更低更稳定;
根据三价铁离子的核外电子数为23;根据全满、半满更稳定分析;
sp3、sp2;乙酸的分子间存在氢键,增加了分子之间的相互作用
乙醛中甲基上的C形成4条σ键,无孤电子对,因此采取sp3杂化类型,醛基中的C形成3条σ键和1条π键,无孤电子对,采取sp2杂化类型;乙酸分子间可形成氢键,乙醛不能形成氢键,所以乙酸的沸点高于乙醛;
故答案为:sp3、sp2;乙酸的分子间存在氢键,增加了分子之间的相互作用;
乙醛中甲基上的C采取sp3杂化类型,醛基中的C采取sp2杂化类型;1个乙醛分子含有6个σ键和一个π键;乙酸分子间可形成氢键导致沸点较高;根据O数目和Cu2O中Cu和O的比例计算晶胞中Cu原子的数目;
杂化轨道类型的判断
氮
配合物[Cu(CN)4]2﹣,铜离子提供空轨道,N元素提供孤对电子,形成配位键,故答案为:氮;
含有孤电子对的原子和含有空轨道的原子之间能形成配位键,配合物[Cu(CN)4]2﹣,铜离子提供空轨道,N元素提供孤对电子,形成配位键;
核外电子的轨道填充
16
氧化亚铜的立方晶胞内部有四个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,根据均摊法可知,氧原子总数为,根据化学式Cu2O可知,晶胞中含有铜原子数为8×2=16,
故答案为:16;
氧化亚铜的立方晶胞内部有四个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,根据均摊法可知,氧原子总数为,根据化学式Cu2O可推算铜原子数;
均摊法的应用
12;
在Al晶体的一个晶胞中与它距离相等且最近的Al原子在通过这个顶点的三个面心上,面心占,通过一个顶点可形成8个晶胞,因此该晶胞中铝原子的配位数为
;一个晶胞中Al原子数为
,因此Al的密度
,
故答案为:12;
在Al晶体的一个晶胞中与它距离相等且最近的Al原子在通过这个顶点的三个面心上,面心占,通过一个顶点可形成8个晶胞.
配位数的确定