Question

【题目】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)基态铜原子的电子排布式为______。

(3)CuO在高温时分解为O2和Cu2O，请从阳离子的结构来说明在高温时，Cu2O比CuO更稳定的原因是_________。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)Cu2+能与乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)形成配离子如图：

该配离子中含有的化学键类型有_______________(填字母序号)。

A.配位键 B.极性键 C.离子键 D.非极性键

(5)羰基铁[Fe(CO)5]可用作催化剂、汽油抗暴剂等。1molFe(CO)5分子中含_____________mol σ键。

(6)某种磁性氮化铁的结构如图所示

N随机排列在Fe构成的正四面体空隙中。正六棱柱底边长为a cm，高为c cm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该磁性氮化铁的晶体密度为______g/cm3(列出计算式)。

Answer 1

【答案】X—射线衍射 1s22s22p63s23p63d104s1 Cu2O中的Cu+3d轨道处于全满的稳定状态，而CuO中Cu2+中3d轨道排布为3d9，能量高，不稳定 16 ABD 10

【解析】

（1）用X光照射晶体发生衍射，非晶体不发生衍射，准晶体介于二者之间；

（2）Cu为29号元素，位于第三周期第ⅠB族；

（3）在Cu2O中Cu+原子处于d轨道的全满的稳定状态，而若再失去1个电子变为不稳定状态；该晶胞中O原子数为4×1+6×+8×=8，由Cu2O中Cu和O的比例可知该晶胞中铜原子数为O原子数的2倍；

（4）Cu2+与乙二胺中N原子形成配位键；在配位体H2N-CH2-CH2-NH2中C原子与C原子之间形成非极性键；不同元素的原子之间形成极性键；

（5）Fe与CO形成5个配位键，属于σ键，CO分子中形成1个σ键；

（6）根据均摊法计算晶胞中原子数目，可计算晶胞质量m，由晶胞参数计算晶胞体积V，根据晶体密度ρ=计算即可。

（1）从外观无法区分三者，但用X光照射会发现：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X-射线衍射现象即可确定，故答案为：X-射线衍射；

（2）29号元素Cu元素的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，故答案为：1s22s22p63s23p63d104s1；

（3）在Cu2O中Cu+原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d10，处于d轨道的全满的稳定状态，而若再失去1个电子变为Cu2+时1s22s22p63s23p63d9，是不稳定的状态，CuO在高温时分解为O2和Cu2O；该晶胞中O原子数为4×1+6×+8×=8，由Cu2O中Cu和O的比例可知该晶胞中铜原子数为O原子数的2倍，所以该晶胞中含有Cu原子个数为16个，故答案为：Cu2O中的Cu+3d轨道处于全满的稳定状态，而CuO中Cu2+中3d轨道排布为3d9，能量高，不稳定；16；

（4）Cu2+与乙二胺（H2N-CH2-CH2-NH2）中N原子形成配位键；在配位体H2N-CH2-CH2-NH2中C原子与C原子之间形成非极性键；不同元素的原子之间形成极性键，所以该配离子中存在的化学键类型为配位键、极性键、非极性键，故答案为：ABD；

（5）Fe与CO形成5个配位键，属于σ键，CO分子中形成1个σ键，故Fe（CO）5分子含有10个 σ键，1mol Fe（CO）5分子中含10molσ键；故答案为：10；

（6）图中结构单元底面为正六边形，边长为a cm，底面面积为6××a cm×a cm×sin60°=cm2，结构单元的体积V=×c cm= cm3，结构单元中含有N原子数为2，含有的Fe原子数为：12×+2×+3=6，该晶胞在原子总质量m=g=g，所以该晶体密度ρ==g/cm3，故答案为：。