Question

12．硼（B）、鋁（Al）、鎵（Ga）均屬于硼族元素（第ⅢA族），它們的化合物或單質(zhì)都有重要用途．回答下列問題：
（1）寫出基態(tài)鎵原子的電子排布式

 

．
（2）已知：無水氯化鋁在178℃升華，它的蒸氣是締合的雙分于（Al₂Cl₆），更高溫度下Al₂Cl₆則離解生成A1Cl₃單分子．
①固體氯化鋁的晶體類型是

 

；
②寫出Al₂Cl₆分子的結構式

 

；
③單分子A1Cl₃的立體構型是

 

，締合雙分子Al₂Cl₆中Al原子的軌道雜化類型是

 

．
（3）晶體硼的結構單元是正二十面體，每個單元中有12個硼原子（如圖），若其中有兩個原子為¹⁰B，其余為¹¹B，則該結構單元有

 

種不同的結構類型．
（4）金屬鋁屬立方晶系，其晶胞邊長為405pm，密度是2.70g?cm^-3，計算確定其晶胞的類型（簡單、體心或面心立方）

 

；晶胞中距離最近的鋁原子可看作是接觸的，列式計算鋁的原子半徑r（Al）=

 

pm．

Answer 1

考點：原子核外電子排布,判斷簡單分子或離子的構型,晶胞的計算,不同晶體的結構微粒及微粒間作用力的區(qū)別

專題：化學鍵與晶體結構

分析：（1）鎵是31號元素，其原子核外有31個電子，根據(jù)構造原理書寫其核外電子排布式；
（2）①分子晶體的熔沸點較低；
②鋁原子和氯原子之間形成共價鍵，還形成一個配位鍵；
③根據(jù)氯化鋁結構判斷空間結構、原子雜化類型；
（3）兩個¹⁰B相鄰、相間、相對；
（4）根據(jù)其密度、晶胞邊長計算每個晶胞中含有的鋁原子個數(shù)，根據(jù)鋁原子個數(shù)判斷晶體類型．

解答： 解：（1）鎵是31號元素，其原子核外有31個電子，根據(jù)構造原理知其核外電子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹或[Ar]3d¹⁰4s²4p¹，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹或[Ar]3d¹⁰4s²4p¹；
（2）①分子晶體的熔沸點較低，氯化鋁的熔沸點較低，所以為分子晶體，故答案為：分子晶體；
②鋁原子和氯原子之間形成共價鍵，還形成一個配位鍵，其結構為，故答案為：；
③氯化鋁中每個鋁原子含有3個共價鍵，且不含孤電子對，為平面三角形結構，締合雙分子Al₂Cl₆中Al原子的軌道雜化類型sp³，故答案為：平面三角形；sp³；
（3）兩個¹⁰B相鄰、相間、相對，所以共有3種類型結構，故答案為：3；
（4）每個晶胞中含有鋁原子個數(shù)=

ρV

M NA

=

2.70×(405×10-10)3

27 NA

=4.00，該晶胞的每個頂點上和每個面上都含有一個Al原子，為面心立方晶胞；
面心立方晶胞中，每個面的對角線上三個原子緊挨著，所以對角線長度=

2

×405pm，對角線為四個Al原子半徑之和，所以每個鋁原子半徑=

2 ×405pm

4

=143pm，
故答案為：面心立方晶胞；143．

點評：本題考查了晶胞的計算、原子核外電子排布式的書寫、晶體類型的判斷等知識點，這些知識點都是考試熱點，根據(jù)構造原理、密度公式、晶體類型與熔沸點的關系來分析解答，難點的晶胞的計算，注意：面心離子分別中，每個面對角線上三個原子緊挨著，而不是每個棱上兩個原子緊挨著，為易錯點．