Question

鈣、鋁、銅都是中學(xué)化學(xué)中常見的金屬元素．
（l）Cu的基態(tài)原子的核外電子排布式為

 

．
（2）Cu₂O的熔點(diǎn)比Cu₂S的高，其原因是

 

．
（3）CaC₂是制備乙炔的原料，C₂^2-與O₂²⁺互為等電子體，O₂²⁺的電子式可表示為

 

，1個(gè)O₂²⁺中含有

 

個(gè)π鍵．
（4）AlCl₃?NH₃和AlCl₄^-中均含有配位鍵．在AlCl₃?NH₃中，提供空軌道的原子是

 

，在AlCl₄^-中Al原子采取

 

雜化．
（5）鋁晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示，原子之間相對位置關(guān)系的平面圖如圖乙所示．則鋁晶體中原子的堆積方式是

 

．已知鋁的原子半徑為d，阿伏加德羅常數(shù)為N_A，摩爾質(zhì)量為M．則鋁晶體的密度可表示為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原子核外電子排布,共價(jià)鍵的形成及共價(jià)鍵的主要類型,配合物的成鍵情況,晶體熔沸點(diǎn)的比較,晶胞的計(jì)算

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）Cu是29號元素，原子核外電子數(shù)為29，根據(jù)核外電子排布規(guī)律書寫核外電子排布式；
（2）從影響離子晶體熔沸點(diǎn)高低的角度分析；
（3）等電子體的結(jié)構(gòu)相似，故O₂²⁺的電子式與C₂^2-的電子式相似，含有2個(gè)π鍵；
（4）中心原子提供空軌道，通過計(jì)算Al價(jià)層電子對數(shù)求雜化類型；
（5）根據(jù)圖乙可推算堆積方式為ABCABC…，可通過求每個(gè)晶胞的質(zhì)量和體積計(jì)算密度．

解答： 解：（1）Cu是29號元素，原子核外電子數(shù)為29，基態(tài)原子核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2）由于氧離子的離子半徑小于硫離子的離子半徑，所以亞銅離子與氧離子形成的離子鍵強(qiáng)于亞銅離子與硫離子形成的離子鍵，所以Cu₂O的熔點(diǎn)比Cu₂S的高．
故答案為：Cu₂O與Cu₂S相比，陽離子相同、陰離子所帶的電荷數(shù)也相同，但O^2-半徑比S^2-半徑小，所以Cu₂O的晶格能更大，熔點(diǎn)更高；
（3）根據(jù)等電子體的結(jié)構(gòu)相似，O₂²⁺的電子式 ，在1個(gè)O₂²⁺含有2個(gè)π鍵，故答案為：；2；
（4）AlCl₃?NH₃中Al為中心原子，NH₃和Cl^-為配體，中心原子提供空軌道，AlCl₄^-的價(jià)層電子對=4+

1

2

（3+1-4×1）=4，故Al采用sp³雜化，故答案為：Al；sp³；
（5）結(jié)合圖乙和晶胞結(jié)構(gòu)可知，金屬鋁中Al的堆積方式為ABCABCABC…，屬于面心立方最密堆積，
鋁原子半徑為d cm，則晶胞的邊上為2

2

dcm，晶胞的體積V=（2

2

dcm）³=16

2

d³cm³，一個(gè)晶胞含有Al原子個(gè)數(shù)為：8×

1

8

+6×

1

2

=4，一個(gè)晶胞的質(zhì)量m=

4

NA

×Mg，故密ρ=

m

V

=

4M NA

16 2 d 3

g/cm³=

M

4 2 NAd3

g/cm³，
故答案為：面心立方最密堆積；

M

4 2 NAd3

g/cm³．

點(diǎn)評：本題涉及的基態(tài)電子排布式、晶體熔沸點(diǎn)的比較較為簡單，雜化類型的計(jì)算稍難，關(guān)于晶胞的密度等計(jì)算難度較大，需要細(xì)心根據(jù)密度公式求算．