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)”材料的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)Fe^2＋的核外電子排布式為____________。

(2)氟、氧、砷三種元素的電負(fù)性由大到小的順序是____________(用相應(yīng)的元素符號(hào)填空)。

(3)Fe(SCN)₃溶液中加入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))。

a．配位鍵　b．氫鍵　c．金屬鍵　d．離子鍵

②已知SCN^－中各原子的最外層均滿足8電子的穩(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鍵的個(gè)數(shù)比為__________。

(4)FeCl₃晶體易溶于水和乙醇，用酒精燈加熱即可氣化，

而FeF₃晶體的熔點(diǎn)高于1000 ℃。試解釋這兩種化合物熔點(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K34­6所示，則Y軸可表示的氫化物(RH₃)性質(zhì)可能有__________。

圖K34­6

　　　　　　　　　　　　　　　　

a．穩(wěn)定性  b．沸點(diǎn)

c．R—H鍵能  d．分子間作用力

圖K34­7

②碳氮化鈦化合物在汽車制造和航空航天等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，其結(jié)構(gòu)是用碳原子代替氮化鈦晶胞(結(jié)構(gòu)如圖K34­7所示)頂點(diǎn)的氮原子。據(jù)此分析，這種碳氮化鈦化合物的化學(xué)式為________。

Answer 1

(1)[Ar]3d⁶　(2)F>O>As　(3)①ad　②sp　1∶1

(4)FeF₃為離子晶體，F(xiàn)eCl₃為分子晶體

(5)①ac　�、赥i₄CN₃

[解析] (1)基態(tài)鐵原子的核外電子排布為

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，基態(tài)Fe^2＋的價(jià)電子排布為

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶。

(2)自然界中的元素F的電負(fù)性最大，O其次。故氟、氧、砷元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镕>O>As。

(3)①(NH₄)₃FeF₆是銨鹽，屬于離子晶體，故微粒內(nèi)部含有離子鍵。NH中有一個(gè)N—H鍵是配位鍵，且[FeF₆]^3－中Fe^3＋和F^－也是靠配位鍵結(jié)合的。②根據(jù)SCN^－中各原子都滿足8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)知其結(jié)構(gòu)式為[S—CN]^－，CN三鍵中C原子需提供2個(gè)p軌道形成π鍵，則其中的C原子采用sp雜化以形成2個(gè)單鍵。由SCN^－的結(jié)構(gòu)式[S－CN]^－知σ鍵與π鍵的個(gè)數(shù)比為2∶2＝1∶1。

(5)①因N、P、As的非金屬性逐漸減弱，故NH₃、PH₃、AsH₃的穩(wěn)定性逐漸減弱、鍵能逐漸減弱，a、c項(xiàng)正確；氨氣分子中因N原子半徑小且電負(fù)性大，并且含有孤電子對(duì)，故氨氣分子間存在氫鍵使其分子間作用力最大，PH₃和AsH₃因?qū)俳Y(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，故AsH₃的分子間作用力大于PH₃，沸點(diǎn)NH₃>AsH₃>PH₃，b、d項(xiàng)錯(cuò)誤。

②根據(jù)晶胞示意圖N(C)＝×8＝1，N(Ti)＝1＋×12＝4，N(N)＝×6＝3，則該晶體的化學(xué)式為Ti₄CN₃。