Question

铜、铁、铝都是日常生活中常见的金属,具有广泛用途。请回答:

（1）铜元素在元素周期表中位于    ，其原子基态价层电子排布式为            。

（2）Cu₂O的熔点比Cu₂S的高,原因为                                               。

（3）Fe(CO)₅是一种常见的配合物,可代替四乙基铅作为汽油的抗爆震剂。

①写出CO的一种常见等电子体分子的结构式      ；

两者相比较沸点较高的为        (填分子式)。

②Fe(CO)₅在一定条件下发生反应:

Fe(CO)₅(s)＝Fe(s)+5CO(g)，已知:反应过程中,断裂的化学键只有配位键,由此判断该反应所形成的

化学键类型为       。

（4）已知AlCl₃·NH₃有配位键。在AlCl₃·NH₃中,提供空轨道的原子是    ；在NH₄⁺中N原子的杂化轨道类型为    。

（5）金属铝的晶胞结构如图甲所示，原子之间相对位置关系的平面图如图乙所示。则晶体铝中原子的堆积方式为    。已知：铝原子半径为d cm，摩尔质量为M g·mol^-1，阿伏加德罗常数的值为N_A,则晶体铝的密度ρ=    （表达式）。

Answer

（1）第四周期，ⅠB族 3d104s1

（2）Cu2O与Cu2S相比较,其阳离子相同、阴离子所带的电荷也相同,但由于氧离子的半径小于硫离子的离子半径,Cu2O的晶格能更大(或亚铜离子与氧离子形成的离子键强于亚铜离子与硫离子形成的离子键),所以Cu2O的熔点比Cu2S的高

（3）①N≡N CO ②金属键

（4）Al sp3

（5）面心立方最密堆积 g·cm-3

【解析】

试题分析：（1）29号元素Cu在元素周期表中位于第四周期第IB族。其基态原子的电子排布式为1s22 s22p63 s23 p63d104s1或[Ar]3d104s1，所以其原子基态价层电子排布式为3d104s1；

（2）Cu2O的熔点比Cu2S高，是因为Cu2O与Cu2S都属于离子晶体。其阳离子相同、阴离子所带的电荷也相同，但由于氧离子的半径小于硫离子的离子半径，Cu2O的晶格能更大，断裂其离子键需要消耗的能量更高，所以Cu2O的熔点比Cu2S的高；

（3）①原子数和价电子数分别都相等的是等电子体，CO的一种常见等电子体是N2。分子的结构式N≡N。CO与N2两者相对分子质量相同。但由于CO分子为极性分子，增加了分子之间的相互作用，使得克服分子间作用力使物质熔化或汽化消耗的能量高。因此二者相比较沸点高的为CO。

②反应过程中断裂的化学键只有配位键，由于有金属铁生成，因此该反应所形成的化学键类型为金属键；

（4）在AlCl3·NH3中提供空轨道的原于是Al，提供孤对电子的是N原子。铵根中正四面体型结构，在NH4+中N原子的杂化轨道类型为sp3；

（5）由晶体结构示意图可看出晶体铝中原子的堆积方式为面心立方最密堆积。每个晶胞中含有的Al原子的个数为：8×1/8＋6×1/2=4，设晶胞的边长为a，则，。则晶胞的密度为：。整理可得密度ρ=g/cm3。

【考点定位】本题主要是考查元素在周期表中的位置、等电子体、化合物沸点的比较、原子的杂化方式、晶体的密度的计算等

【名师点晴】本题是物质结构的一道综合性试题，重点考查学生对知识的了解、应用能力，意在考查学生分析问题、解决问题的能力。本题的解题要点为：掌握物质的物质、元素的原子序数、原子核外电子排布、原子的杂化、晶体的类型、晶体结构。然后对各个问题进行逐一解答。易错点是物质熔沸点比较，不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：原子晶体>离子晶体>分子晶体。关于分子晶体熔沸点的比较需要注意：（1）分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体，熔、沸点反常地高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S。（2）组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnH4>GeH4>SiH4>CH4，F2N2，CH3OH>CH3CH3。有关晶胞的分析与计算，关键是利用好均摊法，注意掌握常见晶胞的结构特点。