Question

【题目】铁、钴、镍等过渡元素在工业生产和科学研究中具有重要作用，回答下列问题。

(1)简化的电子排布式为____________，第四电离能___(填”>”或”＜”)。

(2)常作净水剂和补铁剂，的空间构型为________，其中硫原子采用______杂化，任意写出一种的等电子体_______。

(3)常温下呈液态；熔点为，沸点为，易溶于非极性溶剂，据此可判断晶体属于______(填晶体类型)，若配合物的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18，则_________。

(4)氮化铁晶体的晶胞如图所示，该氮化铁晶体的化学式为______。

(5)氧化亚铁晶体的晶胞如图所示。已知：氧化亚铁晶体的密度为ρ，代表阿伏加德罗常数的值。在该晶胞中，与O2-紧邻且等距离的数目为________，与最短核间距为_________pm。

Answer 1

【答案】 < 正四面体 sp3 （任写一种） 分子晶体 5 6

【解析】

（1）Fe为26号元素，根据核外电子排布规律作答；

（2）结合价层电子对互斥理论与杂化类型及等电子体原理分析；

（3）依据分子晶体的物理性质分析；结合中心铁原子的价电子数及配体CO提供的电子数列式计算；

（4）用“均摊法”，计算出晶胞中含Fe与N的个数比，得出化学式；

（5）该晶胞模型为面心立方堆积，结合空间构型回答；根据晶胞参数等于相邻两个离子核间距的2倍作答。

（1）Fe在第四周期VIII族，基态原子简化的电子排布式为：3d64s2，则简化的电子排布式为；Co基态原子简化的电子排布式为：3d74s2，气态Co失去三个电子后会变成，更易生成，因为此时最高能级d能级为半充满结构较稳定，则第四电离能，故答案为：；<；

（2）的价层电子对数=4+ =4，无孤电子对，则其空间构型为正四面体，杂化类型为sp3；等电子体是指价电子数相同，原子数相同，结构相似的离子或分子，则与互为等电子体的有（任写一种即可），故答案为：正四面体；sp3；（任写一种即可）；

（3）常温下呈液态；熔点为，沸点为，易溶于非极性溶剂，符合分子晶体的物理性质，因此可判断为分子晶体；中心原子铁价电子数为8，配体CO提供2个电子形成配位键，因此x=（18－8）/2=5，故答案为：分子体；8；

（4）氮化铁晶胞为六棱柱，顶点贡献率为1/6，棱点贡献率为1/3，面点贡献率为1/2，观察晶胞可知，12个铁位于顶点，2个铁位于面心，3个铁位于体内，2个N位于体内，用“均摊法”可知，1个晶胞中含铁微粒数：12×1/6+2×1/2+3=6个，含氮微粒数：2个，该晶体中铁、氮的微粒个数之比为=6：2=3：1，则化学式为：；

（5）根据晶胞图可知，氧化亚铁晶胞类似氯化钠晶胞，棱上3个离子相切，晶胞参数等于相邻两个离子核间距的2倍。上、中、下三层各4个氧离子（共12个氧离子）与中心的氧离子紧邻且等距离，用“均摊法”，晶胞中含Fe2+：8×1/8+6×1/2=4个，含O2-：12×1/4+1=4个，晶胞的化学式为FeO，氧化亚铁中氧离子、亚铁离子个数比为1:1，所以，有6个O2-与Fe2+紧邻且等距离；

1个氧化亚铁晶胞中含4个FeO，设Fe2+与O2-的最短核间距为dpm，1molFeO的质量为72g，氧化亚铁晶体的密度为ρ gcm-3，则有，解得d=pm，所以Fe2+与O2-的最短核间距为pm，故答案为：6；。