Question

【題目】Cu—Mn—Al合金為磁性形狀記憶合金材料之一，可用來制作各種新型的換能器、驅動器、敏感元件和微電子機械操縱系統。

(1)下列狀態的鋁中，最外層電離出一個電子所需能量最小的是______(填標號)。

A. B.

C. D.

(2)AlCl3是某些有機反應的催化劑，如苯與乙酰氯反應的部分歷程為：

①乙酰氯分子中碳原子的雜化類型為____。

②乙酰氯分子中∠CCCl___120°(填“>”、“=”或“<”)，判斷理由是_______。

③的空間構型為________。

(3)溫度不高時氣態氯化鋁為二聚分子(其結構如圖所示)。

寫出Al2Cl6的結構式并標出配位鍵______。

(4)Cu—Mn—合金的晶胞如圖a所示，該晶胞可視為Mn、Al位于Cu形成的立方體體心位置，圖b是沿立方格子對角面取得的截圖。

①若A原子的坐標參數為(0，0，0)，C為(1，1，1)，則B原子的坐標參數為_____。

②由晶胞可知該合金的化學式為_____。

③已知r(Cu)≈r(Mn)=127pm，r(Al)=143pm，則Cu原子之間的最短核間距離為____pm。

④該晶胞的密度為_____g·cm-3。(列出計算式即可，阿伏加德羅常數用NA表示)

Answer 1

【答案】B sp3sp2 < 雙鍵對單鍵的排斥力大于單鍵對單鍵的排斥力 正四面體 (1，，) AlMnCu2 180或或311.76

【解析】

(1)鋁的第三電離能＞第二電離能＞第一電離能，基態大于激發態，ACD屬于基態、B屬于激發態，所以電離最外層一個電子所需能量最小的是B；

(2)①根據乙酰氯分子的結構可知該物質中甲基上的C原子形成4個σ鍵，價層電子對數為4，為sp3雜化；另一個C原子形成3個σ鍵，1個π鍵，所以價層電子對數為3，為sp2雜化；

②雙鍵對單鍵的排斥力大于單鍵對單鍵的排斥力，所以乙酰氯分子中∠CCCl小于120°；

③中心鋁原子的價層電子對數為=4，不含孤電子對，所以為正四面體形；

(3)根據氯化鋁二聚分子的結構可知每個氯原子與4個氯原子形成4個σ鍵，由于鋁原子最外層有只有3個電子，所以其中一個為配位鍵，由鋁提供空軌道，氯原子提供孤電子對，所以Al2Cl6的結構式為；

(4)①A為原點，C為(1，1，1)，B為右面面心，所以B的坐標為(1，，)；

②根據均攤法，該晶胞中Cu原子的個數為=8，Mn原子的個數為4，Al原子的個數為4，所以該合金的化學式為AlMnCu2；

③根據截面圖結合幾何知識可知[2r(Cu)+2r(Al)]為體對角線的一半，設晶胞的棱長為a，則有a=2[2r(Cu)+2r(Al)]=4×(127+143)pm，所以a=pm；根據晶胞結構可知銅原子之間的最短核間距為棱長的一半，即a=180pm或pm或311.76pm；

④晶胞的質量m=g，晶胞的體積V=a3=()3pm3=(×10-10)3cm3，所以晶胞的密度=g·cm-3。