Question

【題目】Al及其化合物在現代工業中有廣泛的用途。回答下列問題：

（1）下列狀態的鋁中，電離最外層的一個電子所需能量最小的是_____（填標號）。

A [Ne]3s1 B [Ne]3s2 C [Ne]3s23p1 D [Ne] 3s13p2

（2）熔融AlCl3時可生成具有揮發性的二聚體Al2Cl6，二聚體Al2Cl6的結構式為_____（標出配位鍵）；其中Al的配位數為_________。二聚體A12C16中Al原子的軌道雜化類型是________。

（3） 實際上，偏鋁酸鈉在水溶液中都是以Na[Al（OH）4]和形式存在，1mol Na[Al（OH）4]中含有σ鍵的數目為_________。

（4）Ga（鎵）和鋁是同一主族元素，Ga原子的電子排布式是___________。

Answer 1

【答案】D 4 sp3 8NA [Ar]3d104s24p1

【解析】

(1)電離最外層的一個電子所需能量：基態＞激發態，第一電離能＜第二電離能＜第三電離能，據此判斷解答；

(2) 二聚體Al2Cl6中Al原子有空軌道，Cl可以提供孤電子對形成配位鍵；配合物中的配位數是指直接同中心離子（或原子）配位的原子數目；雙分子Al2Cl6中Al原子形成4個σ鍵，沒有孤對電子，雜化軌道數目為4；

(3) Na[Al(OH)4]是離子化合物，[Al(OH)4]-中，鋁離子含有空軌道，水分子含有孤對電子對，鋁離子與水分子之間形成配位鍵，鋁離子配體數為4，1個OH-含1個O-H鍵，則[Al(OH)4]-含有8個σ鍵；

(4)Ga元素原子核外電子數為31，根據能量最低原理書寫核外電子排布式。

(1)A．[Ne]3s1再失去一個電子為Al的第三電離能；

B．[Ne]3s2再失去一個電子為Al的第二電離能；

C．[Ne]3s23p1為基態鋁原子核外電子排布式，失去一個電子為Al的第一電離能；

D．[Ne] 3s13p2為激發態鋁原子核外電子排布式；

鋁的第三電離能＞第二電離能＞第一電離能，基態大于激發態，所以電離最外層一個電子所需能量最小的為D，答案選D；

(2)熔融時AlCl3生成可揮發的二聚體Al2Cl6，該二聚體由Al提供空軌道，Cl原子提供電子對形成配位鍵，其結構式為；配合物中的配位數是指直接同中心離子(或原子)配位的原子數目，二聚體Al2Cl6中與Al直接相連的原子有4個，故其配位數為4；由雙分子Al2Cl6的結構可知，分子中Al原子形成4個σ鍵，沒有孤對電子，雜化軌道數目為4，Al原子采取sp3雜化；

(3)Na[Al(OH)4]是離子化合物，[Al(OH)4]-中，鋁離子含有空軌道，水分子含有孤對電子對，鋁離子與水分子之間形成配位鍵，鋁離子配體數為4，1個OH-含1個O-H鍵，則[Al(OH)4]-含有8個σ鍵，1mol Na[Al(OH)4]中含有σ鍵的數目為8NA；

(4)Ga元素原子核外電子數為31，Ga基態原子的核外電子排布式是：1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)。