Question

【題目】鐵、鈷、鎳等過(guò)渡元素在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中具有重要作用，回答下列問(wèn)題。

(1)簡(jiǎn)化的電子排布式為____________，第四電離能___(填”>”或”＜”)。

(2)常作凈水劑和補(bǔ)鐵劑，的空間構(gòu)型為________，其中硫原子采用______雜化，任意寫(xiě)出一種的等電子體_______。

(3)常溫下呈液態(tài)；熔點(diǎn)為，沸點(diǎn)為，易溶于非極性溶劑，據(jù)此可判斷晶體屬于______(填晶體類(lèi)型)，若配合物的中心原子價(jià)電子數(shù)與配體提供電子數(shù)之和為18，則_________。

(4)氮化鐵晶體的晶胞如圖所示，該氮化鐵晶體的化學(xué)式為______。

(5)氧化亞鐵晶體的晶胞如圖所示。已知：氧化亞鐵晶體的密度為ρ，代表阿伏加德羅常數(shù)的值。在該晶胞中，與O2-緊鄰且等距離的數(shù)目為________，與最短核間距為_________pm。

Answer 1

【答案】 < 正四面體 sp3 （任寫(xiě)一種） 分子晶體 5 6

【解析】

（1）Fe為26號(hào)元素，根據(jù)核外電子排布規(guī)律作答；

（2）結(jié)合價(jià)層電子對(duì)互斥理論與雜化類(lèi)型及等電子體原理分析；

（3）依據(jù)分子晶體的物理性質(zhì)分析；結(jié)合中心鐵原子的價(jià)電子數(shù)及配體CO提供的電子數(shù)列式計(jì)算；

（4）用“均攤法”，計(jì)算出晶胞中含Fe與N的個(gè)數(shù)比，得出化學(xué)式；

（5）該晶胞模型為面心立方堆積，結(jié)合空間構(gòu)型回答；根據(jù)晶胞參數(shù)等于相鄰兩個(gè)離子核間距的2倍作答。

（1）Fe在第四周期VIII族，基態(tài)原子簡(jiǎn)化的電子排布式為：3d64s2，則簡(jiǎn)化的電子排布式為；Co基態(tài)原子簡(jiǎn)化的電子排布式為：3d74s2，氣態(tài)Co失去三個(gè)電子后會(huì)變成，更易生成，因?yàn)榇藭r(shí)最高能級(jí)d能級(jí)為半充滿結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，則第四電離能，故答案為：；<；

（2）的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=4+ =4，無(wú)孤電子對(duì)，則其空間構(gòu)型為正四面體，雜化類(lèi)型為sp3；等電子體是指價(jià)電子數(shù)相同，原子數(shù)相同，結(jié)構(gòu)相似的離子或分子，則與互為等電子體的有（任寫(xiě)一種即可），故答案為：正四面體；sp3；（任寫(xiě)一種即可）；

（3）常溫下呈液態(tài)；熔點(diǎn)為，沸點(diǎn)為，易溶于非極性溶劑，符合分子晶體的物理性質(zhì)，因此可判斷為分子晶體；中心原子鐵價(jià)電子數(shù)為8，配體CO提供2個(gè)電子形成配位鍵，因此x=（18－8）/2=5，故答案為：分子體；8；

（4）氮化鐵晶胞為六棱柱，頂點(diǎn)貢獻(xiàn)率為1/6，棱點(diǎn)貢獻(xiàn)率為1/3，面點(diǎn)貢獻(xiàn)率為1/2，觀察晶胞可知，12個(gè)鐵位于頂點(diǎn)，2個(gè)鐵位于面心，3個(gè)鐵位于體內(nèi)，2個(gè)N位于體內(nèi)，用“均攤法”可知，1個(gè)晶胞中含鐵微粒數(shù)：12×1/6+2×1/2+3=6個(gè)，含氮微粒數(shù)：2個(gè)，該晶體中鐵、氮的微粒個(gè)數(shù)之比為=6：2=3：1，則化學(xué)式為：；

（5）根據(jù)晶胞圖可知，氧化亞鐵晶胞類(lèi)似氯化鈉晶胞，棱上3個(gè)離子相切，晶胞參數(shù)等于相鄰兩個(gè)離子核間距的2倍。上、中、下三層各4個(gè)氧離子（共12個(gè)氧離子）與中心的氧離子緊鄰且等距離，用“均攤法”，晶胞中含Fe2+：8×1/8+6×1/2=4個(gè)，含O2-：12×1/4+1=4個(gè)，晶胞的化學(xué)式為FeO，氧化亞鐵中氧離子、亞鐵離子個(gè)數(shù)比為1:1，所以，有6個(gè)O2-與Fe2+緊鄰且等距離；

1個(gè)氧化亞鐵晶胞中含4個(gè)FeO，設(shè)Fe2+與O2-的最短核間距為dpm，1molFeO的質(zhì)量為72g，氧化亞鐵晶體的密度為ρ gcm-3，則有，解得d=pm，所以Fe2+與O2-的最短核間距為pm，故答案為：6；。