Question

17．過渡元素鐵可形成多種配合物，如：[Fe（CN）₆]^4-、Fe（SCN）₃，[Fe（H₂NCONH₂）₆]（NO₃）₃等．
（1）Fe²⁺基態(tài)核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶ 或[Ar]3d⁶ ．
（2）與CN^-互為等電子體的一種分子是：CO或N₂，CN^-可在TiO₂作光催化劑下轉(zhuǎn)化為OCN^-，OCN^-中三種元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镺＞N＞C，尿素（H₂NCONH₂）分子中C、N原子的雜化方式分別為sp²；sp³，1mol Fe（CN）₆^3-中含有σ鍵的數(shù)目為12×6.02×10²³個(gè)或12mol．
（3）鐵的另一種配合物Fe（CO）_X的中心原子價(jià)電子數(shù)與配體提供電子數(shù)之和為18，則X=5，已知該配合物的熔點(diǎn)為-20.5℃，沸點(diǎn)為103℃，易溶于CCl₄，據(jù)此可以判斷Fe（CO）_X晶體屬于分子晶體（填晶體類型）．
（4）鐵鋁合金的一種晶體屬于面心立方結(jié)構(gòu)，其晶胞可看成由8個(gè)小體心立方結(jié)構(gòu)堆砌而成．已知小立方體如圖所示．則這種晶胞中，離Al原子最近且距離相等的Fe原子有8個(gè)，該晶體的密度的計(jì)算式為：$\frac{195}{2N{\;}_{A}（a+b）{\;}^{3}}$g•cm^-3（不用化簡(jiǎn)，Al原子半徑為a cm，F(xiàn)e原子半徑為b cm，阿伏伽德羅常數(shù)的值為N_A）．

Answer 1

分析 （1）鐵是26號(hào)元素，其原子核外有26個(gè)電子，鐵原子失去2個(gè)電子變成Fe²⁺，根據(jù)構(gòu)造原理書寫Fe²⁺核外電子排布式；
（2）根據(jù)原子個(gè)數(shù)相等價(jià)電子數(shù)相等的微粒為等電子體分析；同周期自左而右電負(fù)性增大；由尿素的結(jié)構(gòu)式可知，尿素分子中N原子成3個(gè)單鍵，含有1對(duì)孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)為4，C原子成2個(gè)C-N鍵、1個(gè)C=O鍵，沒有孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為3，據(jù)此判斷；1molCN^-中含有2molπ鍵，1molσ鍵；
（3）配合物Fe（CO）_x的中心原子是鐵原子，其價(jià)電子數(shù)是8，每個(gè)配體提供的電子數(shù)是2，據(jù)此判斷x值；分子晶體的熔沸點(diǎn)較低；
（4）依據(jù)離Al原子最近且距離相等的Fe原子在體心，所以離Al原子最近且距離相等的Fe原子有8個(gè)；計(jì)算一個(gè)晶胞的質(zhì)量m，計(jì)算晶胞的體積V，依據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算其密度．

解答 解：（1）鐵是26號(hào)元素，其原子核外有26個(gè)電子，鐵原子失去最外層2個(gè)電子變成Fe²⁺，根據(jù)構(gòu)造原理知，其基態(tài)離子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶ 或[Ar]3d⁶ ，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶ 或[Ar]3d⁶ ；
（2）CN^-含有2個(gè)原子，價(jià)電子總數(shù)為4+5+1=10，故其等電子體為CO或N₂分子等；
同周期自左而右電負(fù)性增大，故OCN^-中三種元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)椋篛＞N＞C；
由尿素分子的結(jié)構(gòu)式可知，尿素分子中C原子成2個(gè)C-N鍵、1個(gè)C=O鍵，沒有孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為3，C原子采取sp²雜化，N原子成3個(gè)單鍵，含有1對(duì)孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)為4，N原子采取sp³雜化，故答案為：sp²；sp³；
在配合物Fe（CN）₆^3-中，CN^-與鐵離子之間有6個(gè)配位鍵，在每個(gè)CN^-內(nèi)部有一個(gè)共價(jià)鍵，所以1mol該配合物中含有σ鍵的數(shù)目為12×6.02×10²³個(gè)或12mol，
故答案為：CO或N₂；O＞N＞C；sp²；sp³；12×6.02×10²³個(gè)或12mol；
（3）配合物Fe（CO）_x的中心原子是鐵原子，其價(jià)電子數(shù)是8，每個(gè)配體提供的電子數(shù)是2，8+2x=18，x=5，分子晶體的熔沸點(diǎn)較低，根據(jù)題給信息知，該物質(zhì)的熔沸點(diǎn)較低，所以為分子晶體，
故答案為：5；分子晶體；
（4）依據(jù)離Al原子最近且距離相等的Fe原子在體心，所以離Al原子最近且距離相等的Fe原子有8個(gè)；依據(jù)鐵鋁合金晶胞結(jié)構(gòu)鋁原子的數(shù)目為4×$\frac{1}{8}$=$\frac{1}{2}$；鐵原子數(shù)目為1+4×$\frac{1}{8}$=$\frac{3}{2}$，則一個(gè)小立方體質(zhì)量為$\frac{27}{2N{\;}_{A}}$ g+$\frac{56×3}{2×N{\;}_{A}}$g=$\frac{195}{2N{\;}_{A}}$g，所以其密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{195}{2N{\;}_{A}}}{（a+b）{\;}^{3}}$g•cm^-3=$\frac{195}{2N{\;}_{A}（a+b）{\;}^{3}}$g•cm^-3．
故答案為：8； $\frac{195}{2N{\;}_{A}（a+b）{\;}^{3}}$g•cm^-3．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了電子排布式、電負(fù)性、等電子體、σ鍵、晶體類型、晶體結(jié)構(gòu)等知識(shí)點(diǎn)，內(nèi)容較多，中等難度，（4）明確晶胞中每個(gè)原子被幾個(gè)晶胞占有是解答關(guān)鍵．