Question

我國(guó)化學(xué)家在“鐵基（氟摻雜鐠氧鐵砷化合物）高溫超導(dǎo)”材料研究上取得了重要成果，該研究項(xiàng)目榮獲2013年度“國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)”一等獎(jiǎng)．
（1）基態(tài)Fe²⁺的核外電子排布式為

 

．
（2）氟、氧、砷三種元素中電負(fù)性值由大到小的順序是

 

（用相應(yīng)的元素符號(hào)填空）．
（3）Fe（SCN）₃溶液中加人NH₄F，發(fā)生如下反應(yīng)：Fe（SCN）₃+6NH₄F═（NH₄）₃FeF₆+3NH₄SCN．
①（NH₄）₃FeF₆存在的微粒間作用力除共價(jià)鍵外還有

 

（選填序號(hào)，下同）．
a．配位鍵    b．氫鍵    c．金屬鍵    d．離子鍵
②已知SCN^-中各原子最外層均滿(mǎn)足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則C原子的雜化方式為

 

，該原子團(tuán)中σ鍵與π個(gè)數(shù)的比值為

 

．
（4）FeCl₃晶體易溶于水、乙醇，用酒精燈加熱即可氣化，而FeF₃晶體熔點(diǎn)高于1000°C，試解釋兩種化合物熔點(diǎn)差異較大的原因：

 

．
（5）氮、磷、砷雖為同主族元素，但其化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)是多樣化的．
①該族氫化物RH₃（NH₃、PH₃、AsH₃）的某種性質(zhì)隨R的核電荷數(shù)的變化趨勢(shì)如圖1所示，則Y軸可表示的氫化物（RH₃）性質(zhì)可能有

 

．
a．穩(wěn)定性        b．沸點(diǎn)     c．R-H鍵能    d．分子間作用力
②碳氮化鈦化合物在汽車(chē)制造和航空航天等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，其結(jié)構(gòu)是用碳原子取代氮化鈦晶胞（結(jié)構(gòu)如圖2）頂點(diǎn)的氮原子，據(jù)此分析，這種碳氮化鈦化臺(tái)物的化學(xué)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,原子核外電子排布,元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用,化學(xué)鍵,共價(jià)鍵的形成及共價(jià)鍵的主要類(lèi)型,原子軌道雜化方式及雜化類(lèi)型判斷

專(zhuān)題：原子組成與結(jié)構(gòu)專(zhuān)題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）因?yàn)殍F為26號(hào)元素，亞鐵離子的核外有24個(gè)電子，根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知基態(tài)Fe²⁺的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶，據(jù)此答題；
（2）根據(jù)元素周期律可知，非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，所以氟、氧、砷三種元素中電負(fù)性值由大到小的順序是F＞O＞As，據(jù)此答題；
（3）①（NH₄）₃FeF₆是離子化學(xué)物，銨根離子與六氟合鐵酸根之間是離子鍵，氮與氫之間是共價(jià)鍵，鐵與氟之間是配位鍵，據(jù)此答題；
②SCN^-中各原子最外層均滿(mǎn)足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以可以寫(xiě)出該原子團(tuán)的結(jié)構(gòu)式為[S=C=N]^-，其結(jié)構(gòu)與二氧化碳相似，其中含有2個(gè)σ鍵與2個(gè)π鍵，所以C原子的雜化方式為sp，σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)的比為1：1，據(jù)此答題；
（4）FeCl₃晶體易溶于水、乙醇，用酒精燈加熱即可氣化，所以FeCl₃是分子晶體，F(xiàn)eF₃晶體熔點(diǎn)高于1000°C，所以FeF₃是離子晶體，分子晶體中分子之間是范德華力，作用力比較小，而離子鍵的作用力較大，所以?xún)烧叩姆悬c(diǎn)相差較大，據(jù)此答題；
（5）①a．N、P、As位于周期表同一主族，從上到下排列，根據(jù)元素周期律可知，非金屬性越強(qiáng)，氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)，因此三種氫化物的穩(wěn)定性逐漸降低，a正確；b．由于氨氣分子間存在氫鍵，因此氨氣的沸點(diǎn)最高，b不正確；c．非金屬性越強(qiáng)與氫元素形成的共價(jià)鍵越強(qiáng)，鍵能越大，因此R-H鍵能雖原子序數(shù)的增大而減小，c正確；d．三種氫化物生成的晶體均是分子晶體，分子間作用力隨相對(duì)分子質(zhì)量的增加而增大，d不正確，據(jù)此答題；
②根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖利用均攤法可知，在晶胞中含有碳原子數(shù)為8×

1

8

=1，含有氮原子數(shù)為6×

1

2

=3，含有鈦原子數(shù)為12×

1

4

+1=4，所以碳、氮、鈦原子數(shù)之比為1：3：4，據(jù)此寫(xiě)出化學(xué)式；

解答： 解：（1）因?yàn)殍F為26號(hào)元素，亞鐵離子的核外有24個(gè)電子，根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知基態(tài)Fe²⁺的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶；
（2）根據(jù)元素周期律可知，非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，所以氟、氧、砷三種元素中電負(fù)性值由大到小的順序是F＞O＞As，故答案為：F＞O＞As；
（3）①（NH₄）₃FeF₆是離子化學(xué)物，銨根離子與六氟合鐵酸根之間是離子鍵，氮與氫之間是共價(jià)鍵，鐵與氟之間是配位鍵，故答案為：ad；
②SCN^-中各原子最外層均滿(mǎn)足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以可以寫(xiě)出該原子團(tuán)的結(jié)構(gòu)式為[S=C=N]^-，其結(jié)構(gòu)與二氧化碳相似，其中含有2個(gè)σ鍵與2個(gè)π鍵，所以C原子的雜化方式為sp，σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)的比為1：1，故答案為：sp，1：1；
（4）FeCl₃晶體易溶于水、乙醇，用酒精燈加熱即可氣化，所以FeCl₃是分子晶體，F(xiàn)eF₃晶體熔點(diǎn)高于1000°C，所以FeF₃是離子晶體，分子晶體中分子之間是范德華力，作用力比較小，而離子鍵的作用力較大，所以?xún)烧叩姆悬c(diǎn)相差較大，故答案為：FeCl₃是分子晶體，F(xiàn)eF₃是離子晶體；
（5）①a．N、P、As位于周期表同一主族，從上到下排列，根據(jù)元素周期律可知，非金屬性越強(qiáng)，氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)，因此三種氫化物的穩(wěn)定性逐漸降低，a正確；b．由于氨氣分子間存在氫鍵，因此氨氣的沸點(diǎn)最高，b不正確；c．非金屬性越強(qiáng)與氫元素形成的共價(jià)鍵越強(qiáng)，鍵能越大，因此R-H鍵能雖原子序數(shù)的增大而減小，c正確；d．三種氫化物生成的晶體均是分子晶體，分子間作用力隨相對(duì)分子質(zhì)量的增加而增大，d不正確，故答案為：ac；
②根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖利用均攤法可知，在晶胞中含有碳原子數(shù)為8×

1

8

=1，含有氮原子數(shù)為6×

1

2

=3，含有鈦原子數(shù)為12×

1

4

+1=4，所以碳、氮、鈦原子數(shù)之比為1：3：4，據(jù)此寫(xiě)出化學(xué)式為T(mén)i₄CN₃，故答案為：Ti₄CN₃；

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了核外電子排布、電負(fù)性、作用力、共價(jià)鍵、晶體類(lèi)型與性質(zhì)及晶胞的計(jì)算，綜合性較強(qiáng)，有一定的難度．