第一节　原子结构与性质

1．(2014·课标Ⅰ)早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成。回答下列问题：

(1)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。

(2)基态Fe原子有________个未成对电子，Fe^3＋的电子排布式为________。可用硫氰化钾检验Fe^3＋，形成的配合物的颜色为________。

 (3)新制备的Cu(OH)₂可将乙醛(CH₃CHO)氧化为乙酸，而自身还原成Cu₂O。乙醛中碳原子的杂化轨道类型为________，1 mol乙醛分子中含有的σ键的数目为________。乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是________。Cu₂O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4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。

(4)Al单质为面心立方晶体，其晶胞参数a＝0.405 nm，晶胞中铝原子的配位数为________。列式表示Al单质的密度________ g·cm^－3(不必计算出结果)。

解析：(1)区分晶体、准晶体和非晶体可运用X射线衍射的方法。(2)基态铁原子的3d能级上有4个未成对电子，Fe^3＋的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，Fe(SCN)₃呈血红色。(3)由乙醛的结构式(HCHHCOH)知，－CH₃、－CHO上的碳原子分别为sp³、sp²杂化。由于1个乙醛分子中含有4个CH键、1个CCS键、1个CO键，共有6个σ键，故1 mol乙醛分子中含有6N_A个σ键。乙酸分子之间能形成氢键而乙醛分子之间不能形成氢键，故乙酸的沸点明显高于乙醛。根据均摊原理，一个晶胞中含有的氧原子为4＋6×＋8×＝8(个)，再结合化学式Cu₂O知一个晶胞中含有16个铜原子。(4)面心立方晶胞中粒子的配位数是12。一个铝晶胞中含有的铝原子数为8×＋6×＝4(个)，一个晶胞的质量为×27 g，再利用密度与质量、晶胞参数a的关系即可求出密度，计算中要注意1 nm＝10^－7 cm。

答案：(1)X射线衍射　(2)4　1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵　血红色　(3)sp³、sp²　6N_A　CH₃COOH存在分子间氢键　16　(4)12　

2．(2014·江苏单科)含有NaOH的Cu(OH)₂悬浊液可用于检验醛基，也可用于和葡萄糖反应制备纳米Cu₂O。

(1)Cu^＋基态核外电子排布式为_____________________________________________。

(2)与OH^－互为等电子体的一种分子为________________________________(填化学式)。

(3)醛基中碳原子的轨道杂化类型是________；1 mol乙醛分子中含有σ键的数目为________。

(4)含有NaOH的Cu(OH)₂悬浊液与乙醛反应的化学方程式为______________________。

(5)Cu₂O在稀硫酸中生成Cu和CuSO₄。铜晶胞结构如右图所示，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为________。

解析：(1)Cu为29号元素，Cu^＋基态核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或3d¹⁰。(2)OH^－为10电子粒子，HF为与OH^－互为等电子体的分子。(3)醛基的空间构型是平面三角形，所以醛基中碳原子的轨道杂化类型为sp²。由乙醛的结构式可以得出，1个乙醛分子中含6个σ键，所以1 mol乙醛分子中含σ键6 mol即6×6.02×10²³个。(4)乙醛在碱性条件下可以被氢氧化铜氧化生成乙酸，反应的化学方程式为2Cu(OH)₂＋CH₃CHO＋NaOHCH₃COONa＋Cu₂O↓＋3H₂O。(5)根据铜晶胞结构示意图可以看出，在每个铜原子周围与其距离最近的铜原子每层有4个，共有3层，所以铜晶体内每个铜原子周围与其距离最近的铜原子共有12个。

答案：(1)3d¹⁰或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰　(2)HF

(3)sp²　6×6.02×10²³个

(4)2Cu(OH)₂＋CH₃CHO＋NaOHCH₃COONa＋Cu₂O↓＋3H₂O　(5)12

3．(2013·浙江自选模块)请回答下列问题：

(1)N、Al、Si、Zn四种元素中，有一种元素的电离能数据如下：

则该元素是__①__(填写元素符号)。

(2)基态锗(Ge)原子的电子排布式是__②__。Ce的****价氯化物分子式是__③__。该元素可能的性质或应用有__④__。

A．是一种活泼的金属元素

B．其电负性大于硫

C．其单质可作为半导体材料

D．其****价氯化物的沸点低于其溴化物的沸点

(3)关于化合物，下列叙述正确的有__⑤__。

A．分子间可形成氢键

B．分子中既有极性键又有非极性键

C．分子中有7个σ键和1个π键

D．该分子在水中的溶解度大于2­丁烯

(4)NaF中熔点__⑥__BF的熔点(填>、＝或<)，其原因是__⑦__。

答案：①Al

②1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p²

③GeCl₄

④C、D

⑤B、D

⑥>

⑦两者均为离子化合物，且阴阳离子电荷数均为1，但后者的离子半径较大，离子键较弱，因此其熔点较低