Question

用Cr³⁺摻雜的氮化鋁是理想的LED用熒光粉基質(zhì)材料，氮化鋁（其晶胞如圖1所示）可由氯化鋁與氨經(jīng)氣相反應(yīng)制得．

（1）基態(tài)Cr的價(jià)電子排布式可表示為

 

．
（2）氮化鋁的化學(xué)式為

 

，距離鋁原子最近且距離相等的氮原子數(shù)目為

 

個(gè)．
（3）氯化鋁易升華，其雙聚物Al₂Cl₆結(jié)構(gòu)如圖2所示．在Al₂Cl₆中存在的化學(xué)鍵有

 

（填字母）．
a．離子鍵　　　b．共價(jià)鍵　　　c．配位鍵　　　d．金屬鍵
（4）一定條件下用Al₂O₃和CCl₄反應(yīng)制備AlCl₃的反應(yīng)為：Al₂O₃+3CCl₄═2AlCl₃+3COCl₂．其中COCl₂分子的空間構(gòu)型為

 

．一種與CCl₄互為等電子體的分子的化學(xué)式為

 

．
（5）AlCl₃在下述反應(yīng)中作催化劑．分子③中碳原子的雜化類型為（圖3）

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原子核外電子排布,“等電子原理”的應(yīng)用,晶胞的計(jì)算,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）鉻24號(hào)元素，根據(jù)構(gòu)造原理寫出其價(jià)電子排布式；
（2）利用均攤法求出晶胞中兩種原子的個(gè)數(shù)，再確定化學(xué)式；由晶胞結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)N原子周圍與之最近的Al原子有4個(gè)，結(jié)合化學(xué)式判斷；
（3）根據(jù)雙聚物Al₂Cl₆結(jié)構(gòu)確定化學(xué)鍵的類型；
（4）COCl₂分子的結(jié)構(gòu)式為，雙鍵中含有1個(gè)δ鍵、1個(gè)π鍵，確定碳原子的雜化方式與分子構(gòu)型；等電子體具有相同價(jià)電子數(shù)目和原子數(shù)目；
（5）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)=σ鍵電子對(duì)數(shù)+孤電子對(duì)數(shù)判斷碳原子的雜化方式．

解答： 解：（1）鉻24號(hào)元素，根據(jù)構(gòu)造原理知，原子核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，故價(jià)電子排布式為3d⁵4s¹，
故答案為：3d⁵4s¹；
（2）氮化鋁晶胞中N原子的個(gè)數(shù)=8×

1

8

+1=2，Al原子的個(gè)數(shù)=4×

1

4

+1=2，所以氮化鋁的化學(xué)式為AlN；由晶胞結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)N原子周圍與之最近的Al原子有4個(gè)，晶胞中Al、N原子數(shù)目之比為1：1，故距離鋁原子最近且距離相等的氮原子數(shù)目為4，
故答案為：AlN；4；
（3）雙聚物Al₂Cl₆形式存在，氯化鋁中鋁原子最外層電子只有3個(gè)電子，每個(gè)鋁原子和四個(gè)氯原子形成共價(jià)鍵，且其中一個(gè)共用電子對(duì)是氯原子提供，所以含有配位鍵，則在Al₂Cl₆中存在的化學(xué)鍵有共價(jià)鍵、配位鍵，
故答案為：bc；
（4）COCl₂分子的結(jié)構(gòu)式為，C=O中含有1個(gè)δ鍵、1個(gè)π鍵，碳原子的雜化方式為SP²雜化，
分子的空間構(gòu)型為平面三角形；與CCl₄互為等電子體的分子有：SiCl₄等S，
故答案為：平面三角形；SiCl₄等；
（5）分子③中有的碳原子有些是形成4個(gè)σ鍵，無孤電子對(duì)，有些是形成3個(gè)σ鍵，無孤電子對(duì)，所以碳原子的雜化方式為sp²和sp³；
故答案為：sp²和sp³．

點(diǎn)評(píng)：本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及核外電子排布、晶胞結(jié)構(gòu)與計(jì)算、雜化軌道、分子結(jié)構(gòu)、等電子體等，（2）注意利用化學(xué)式確定原子配位數(shù)，難度中等．