Question

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

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

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

(3)常溫下呈液態(tài)；熔點為，沸點為，易溶于非極性溶劑，據(jù)此可判斷晶體屬于______(填晶體類型)，若配合物的中心原子價電子數(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 （任寫一種） 分子晶體 5 6

【解析】

（1）Fe為26號元素，根據(jù)核外電子排布規(guī)律作答；

（2）結合價層電子對互斥理論與雜化類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；結合中心鐵原子的價電子數(shù)及配體CO提供的電子數(shù)列式計算；

（4）用“均攤法”，計算出晶胞中含Fe與N的個數(shù)比，得出化學式；

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

（1）Fe在第四周期VIII族，基態(tài)原子簡化的電子排布式為：3d64s2，則簡化的電子排布式為；Co基態(tài)原子簡化的電子排布式為：3d74s2，氣態(tài)Co失去三個電子后會變成，更易生成，因為此時最高能級d能級為半充滿結構較穩(wěn)定，則第四電離能，故答案為：；<；

（2）的價層電子對數(shù)=4+ =4，無孤電子對，則其空間構型為正四面體，雜化類型為sp3；等電子體是指價電子數(shù)相同，原子數(shù)相同，結構相似的離子或分子，則與互為等電子體的有（任寫一種即可），故答案為：正四面體；sp3；（任寫一種即可）；

（3）常溫下呈液態(tài)；熔點為，沸點為，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；中心原子鐵價電子數(shù)為8，配體CO提供2個電子形成配位鍵，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，頂點貢獻率為1/6，棱點貢獻率為1/3，面點貢獻率為1/2，觀察晶胞可知，12個鐵位于頂點，2個鐵位于面心，3個鐵位于體內(nèi)，2個N位于體內(nèi)，用“均攤法”可知，1個晶胞中含鐵微粒數(shù)：12×1/6+2×1/2+3=6個，含氮微粒數(shù)：2個，該晶體中鐵、氮的微粒個數(shù)之比為=6：2=3：1，則化學式為：；

（5）根據(jù)晶胞圖可知，氧化亞鐵晶胞類似氯化鈉晶胞，棱上3個離子相切，晶胞參數(shù)等于相鄰兩個離子核間距的2倍。上、中、下三層各4個氧離子（共12個氧離子）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，含O2-：12×1/4+1=4個，晶胞的化學式為FeO，氧化亞鐵中氧離子、亞鐵離子個數(shù)比為1:1，所以，有6個O2-與Fe2+緊鄰且等距離；

1個氧化亞鐵晶胞中含4個FeO，設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；。