Question

【題目】鐵氮化合物(FexNy)在磁記錄材料領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。某FexNy的制備需鐵、氮?dú)�、丙酮和乙醇參與。

（1）Fe3+基態(tài)核外電子排布式為___未成對(duì)電子數(shù)為___個(gè)。

（2）丙酮()分子中碳原子軌道的雜化類(lèi)型是___，丙酮分子中含有σ鍵的數(shù)目為____個(gè)。

（3）C、H、O三種元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)?/span>___。

（4）乙醇的沸點(diǎn)高于丙酮，這是因?yàn)?/span>___。

（5）利用價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷PCl3的立體構(gòu)型是___。

（6）某FexNy的晶胞如圖-1所示，Cu可以完全替代該晶體中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型產(chǎn)物Fe(x-n) CunNy。FexNy轉(zhuǎn)化為兩種Cu替代型產(chǎn)物的能量變化如圖-2 所示，其中更活潑的Cu替代型產(chǎn)物的化學(xué)式為___。

Answer 1

【答案】[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5 5 sp2和sp3 9 H<C<O 乙醇分子間存在氫鍵 三角錐形 FeCu3N

【解析】

(1)Fe的原子序數(shù)為26，根據(jù)核外電子的排布規(guī)則書(shū)寫(xiě)電子排布式；

(2)中單鍵均為σ鍵，雙鍵中含1個(gè)σ鍵，甲基上C形成4個(gè)σ鍵，C=O中C形成3個(gè)σ鍵，據(jù)此分析解答；

(3)根據(jù)非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大分析判斷；

(4)乙醇分子之間形成氫鍵，導(dǎo)致沸點(diǎn)較高；

(5)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+(a-xb)分析判斷；

(6)由圖2可知，Cu替代b位置的Fe時(shí)能量較高，不穩(wěn)定，結(jié)合分?jǐn)偡ǚ治鼋獯稹?/span>

(1)Fe的原子序數(shù)為26，Fe3+基態(tài)核外電子數(shù)為23，3d為半滿(mǎn)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，Fe3+基態(tài)核外電子排布式為[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5，未成對(duì)電子數(shù)為5個(gè)，故答案為：[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5；5；

(2)中單鍵均為σ鍵，雙鍵中含1個(gè)σ鍵，1個(gè)π鍵，丙酮分子共有9個(gè)σ鍵；甲基上C形成4個(gè)σ鍵，C=O中C形成3個(gè)σ鍵，含有1個(gè)孤電子對(duì)，則羰基上C為sp2雜化，甲基上C為sp3雜化，故答案為：sp2和sp3；9；

(3)非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，則C、H、O三種元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)?/span>H＜C＜O，故答案為：H＜C＜O；

(4)乙醇分子間存在氫鍵，而丙酮中不存在氫鍵，導(dǎo)致乙醇的沸點(diǎn)高于丙酮，故答案為：乙醇分子間存在氫鍵；

(5)PCl3中P原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+=4，P原子采用sp3雜化，含有1個(gè)孤電子對(duì)，PCl3的立體構(gòu)型是三角錐形，故答案為：三角錐形；

(6)由圖2可知，Cu替代a位置的Fe時(shí)能量較低，更穩(wěn)定，替代b位置的Fe時(shí)能量較高，不穩(wěn)定，因此更活潑的Cu替代型產(chǎn)物是替代b位置的Fe，則Cu位于面心，N(Cu)=6×=3，Fe位于頂點(diǎn)，N(Fe)=8×=1，N位于體心，則只有1個(gè)N，其化學(xué)式為FeCu3N，故答案為：FeCu3N。