Question

【题目】铝和氟的化合物在制造、化工等领域都有广泛应用。回答下列问题：

（1）基态铝原子的核外电子排布式为___________，占据最高能级的电子的电子云轮廓图形状为___________，基态铝原子比基态镁原子的第一电离能(I1)小，其原因是___________。

（2）通常情况下，AlF3可由六氟铝酸铵[(NH4)3AlF6]受热分解制得，请写出该反应的化学方程式______________________。

（3）AlF3具有较高的熔点(1040℃)，属于___________晶体(填晶体类型)；AlCl3在178℃时升华，写出导致AlF3、AlCl3具有不同晶体类型的原因(从原子结构与元素性质的角度作答)___________。

（4）NaAlO2在水溶液中实际上都是以Na[Al(OH)4]形式存在。其中[Al(OH)4]－为配离子，写出Al原子的杂化形式___________，该阴离子中存在的化学键有___________(填字母代号)

A.离子键 B.极性键 C.非极性键 D.金属键 E.配位健 F.氢键

（5）萤石CaF2晶体的晶胞如图所示，其中Ca2+的堆积方式称为___________。立方体边长为acm，阿伏加德罗常数的值为NA，则CaF2晶体的密度为___________g·cm－3(列出计算式)

Answer 1

【答案】 纺锤型（哑铃型） 镁原子的3s轨道为全充满，3p轨道为全空，稳定性强，因此镁原子的第一电离能大于铝 离子 F的电负性强于Cl，更容易得电子形成离子键而形成离子晶体 sp3 B、E 面心立方

【解析】

(1)根据核外电子排布规律得基态铝原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1； p轨道的电子云轮廓图形状为纺锤型； 基态铝原子比基态镁原子的第一电离能(I1)小， 其原因是镁原子的3s轨道为全充满，3p轨道为全空，稳定性强，因此镁原子的第一电离能大于铝；故答案为：1s22s22p63s23p1，纺锤型，镁原子的3s轨道为全充满，3p轨道为全空，稳定性强，因此镁原子的第一电离能大于铝；

(2)根据题干信息 AlF3 可由六氟铝酸铵[(NH4)3AlF6]受热分解制得，反应的化学方程式为： (NH4)3AlF6=3NH3↑+3HF↑+AlF3；

(3) 因为AlF3具有较高的熔点，且F非金属性强，则AlF3属于离子晶体； AlCl3 为分子晶体，它们的差异原因在于：F的电负性强于Cl，更容易得电子形成离子键而形成离子晶体；

(4)[Al(OH)4]－的配位数为4，则 Al 原子的杂化形式是sp3 ； 该阴离子中存在的化学键有极性键和配位键，故答案为：sp3，B、E；

(5)根据萤石的晶胞图所示，其中Ca2+的堆积方式称为面心立方；晶胞中Ca2+数目为：84，F-数目为8，则晶胞的密度为：==g/cm3。