Question

金属铜、铁、铝等在人类文明史上先后被广泛使用。回答下列问题：

(1)铜、银、金三种金属在元素周期表同族且依次相邻，因此价电子层结构相似。银原子价层电子排布式为________；金元素在周期表的位置是________。

(2)观察如下循环图可以获知FeO的晶格能为________ kJ·mol^－1。

(3)氯化铝熔点194℃，会升华，熔融态不易导电。实验测得气态氯化铝分子组成式为Al₂Cl₆，其结构式为________；气态氯化铝中存在________(填选项标号)

A．离子键     B．配位键     C．氢键    D．范德华力     E．金属键     F．非极性共价键

(4)石墨微观结构如下图。其中碳原子杂化类型为________。金刚石晶体中碳碳键键长为0.155nm。金刚石的熔点略低于石墨，而远高于C₆₀的原因是________。

(5)设阿伏加德罗常数值为N_A，则石墨的密度为________(列出计算表达式)

Answer

第六周期 IB族 3902 BD 金刚石和石墨熔化需要破坏共价键，等物质的量金刚石键能总和略低于石墨，所以熔点略低于石墨；C60是分子晶体，熔化时只需克服分子间作用力，所以熔点较低。

【解析】

(1)铜、银、金同主族其价电子排布相同，铜的价电子排布为3d104s1；同理，银原子价层电子排布式为4d105s1；金元素在周期表的位置是第六周期第ⅠB族；

(2)晶格能是指在标准状况下，使离子晶体变成气态正离子和气态负离子时所吸收的能量。从定义看，FeO的晶格能为3902kJ·mol－1；

(3)气态氯化铝中，Al原子价电子数为3，与Cl原子已经全部成键，Al原子有1个空轨道，Cl原子有孤电子对，Al和Cl之间形成1个配位键，结构式为；Al原子和4个Cl原子成键，其杂化类型为sp3；气态氯化铝中存在极性共价键、配位键；分子间存在范德华力，答案为BD；

(4)从石墨的结构来看，石墨中每个碳原子和其他碳原子形成3个共价键，因此碳原子杂化类型为sp2；金刚石是原子晶体，熔化时需要破坏共价键，石墨熔化时也需要破坏共价键，从键长可以判断，石墨中共价键的键能大于金刚石中共价键的键能，因此金刚石的熔点低于石墨；而C60形成的是分子晶体，熔化时，克服分子间作用力，而共价键的强度远大于分子间作用力，因此金刚石的熔点远高于C60；答案为金刚石和石墨熔化需要破坏共价键，等物质的量金刚石键能总和略低于石墨，所以熔点略低于石墨；C60是分子晶体，熔化时只需克服分子间作用力，所以熔点较低；

(6)将中间一层的石墨进行平行移动，上下层石墨重合，可将晶胞看成正六棱柱，高为0.335nm，底面正六边形的边长为0.142nm，则底面积为，晶胞的体积为；利用均摊法，六棱柱的每个顶点被6个晶胞所共用，则晶胞中含有的C原子数，晶胞的质量为，则密度。