Question

[物質結構與性質]如圖所示為血紅蛋白和肌紅蛋白的活性部分--血紅素的結構．
回答下列問題：
（1）血紅素中含有C、H、O、N、Fe五種元素，C、H、N、O四種元素的電負性由小到大的順序是

H＜C＜N＜O

，根據以上電負性請判斷H₂N-CHO 中C和N的化合價分別為

+2

和

-3

．寫出基態(tài)Fe原子的核外價電子排布圖

．
（2）血紅素中兩種N原子的雜化方式分別為

sp²、sp³

，在圖乙的方框內用“→”標出Fe²⁺的配位鍵

．
（3）鐵有δ、γ、α三種同素異形體，γ晶體晶胞中所含有的鐵原子數為

4

，δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數之比為

4：3

；在δ晶胞中空間利用率為

68%

，與其具有相同堆積方式的金屬還有

Na、K

（填元素符號）．

Answer 1

分析：（1）根據元素周期表電負性的遞變規(guī)律比較電負性強弱；H₂N-CHO中，N的非金屬性比C強，則C、O化合價為負價，H和C為正價，結合化合價代數和為0計算元素的化合價，結合能量最低原理、泡利不相容原理和洪特規(guī)則書寫電子排布圖； 
（2）根據N原子的價電子排布式2s²2p³，若N原子形成3個共價鍵，則氮原子周圍還有一對孤對電子，即此時無配位鍵，該氮原子為sp³雜化，如NH₃．若N原子形成4個共價鍵，則必有一個是配位鍵，若還存在雙鍵（雙鍵視為單鍵），則該氮原子為sp²雜化，如本題中的，若都為單鍵，則該氮原子為sp³雜化；
（3）利用均攤法計算晶胞的結構．

解答：解：（1）同周期元素從左到右元素的電負性逐漸增大，則有電負性C＜N＜O，H的電負性最小，
故有：H＜C＜N＜O，H₂N-CHO中，N的非金屬性比C強，則C、O化合價為負價，H和C為正價，C的化合價為+2價，N的化合價為-3價，基態(tài)Fe原子的核外價電子排布式為[Ar]3d⁶4S²，則基態(tài)Fe原子的核外價電子排布圖為；
故答案為：H＜C＜N＜O；+2；+3；；
（2）根據N原子的價電子排布式2s²2p³，若N原子形成3個共價鍵，則氮原子周圍還有一對孤對電子，即此時無配位鍵，該氮原子為sp³雜化，如NH₃．若N原子形成4個共價鍵，則必有一個是配位鍵，若還存在雙鍵（雙鍵視為單鍵），則該氮原子為sp²雜化，如本題中的，若都為單鍵，則該氮原子為sp³雜化，如NH₄⁺，
故答案為：sp²、sp³；；
（3）γ晶體晶胞中所含有的鐵原子數為8×

1

8

+6×

1

2

=4，δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數分別為8、6，則配位數之比為8：6=4：3，δ晶胞為體心立方（堆積），空間利用率為68%，為K型，與Na、K、Fe具有相同堆積方式，
故答案為：4；4：3；68%；Na、K．

點評：本題考查較為綜合，涉及電負性、電子排布圖、配位鍵、雜化方式以及晶胞的計算等問題，題目難度較大，易錯點為（3）．注意利用均攤法計算晶胞．