Question

16．Fe²⁺、Fe³⁺與O₂^2-、CN^-、F^-、有機分子等形成的化合物具有廣泛的應用．

（1）C、N、O原子的第一電離能由大到小的順序是N＞O＞C．
（2）Fe²⁺基態(tài)核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶．
（3）乙�；�二茂鐵是常用汽油抗震劑，其結(jié)構(gòu)如圖1所示．此物質(zhì)中碳原子的雜化方式是sp²、sp³．
（4）配合物K₃Fe（CN）₆可用于電子傳感器的制作．與配體互為等電子體的一種分子的化學式為CO或N₂．已知（CN）₂是直線型分子，并具有對稱性，則（CN）₂中π鍵和σ鍵的個數(shù)比為4：3．
（5）F^-不僅可與Fe³⁺形成[FeF₆]^3-，還可以與Mg²⁺、K⁺形成一種立方晶系的離子晶體，此晶體應用于激光領(lǐng)域，結(jié)構(gòu)如圖2所示．該晶體的化學式為KMgF₃．

Answer 1

分析 （1）同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)增大呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素；
（2）先根據(jù)構(gòu)造原理寫出Fe核外電子排布式，然后寫出Fe²⁺基態(tài)核外電子排布式；
（3）根據(jù)分子中碳原子的成鍵情況，判斷碳原子的雜化方式；
（4）原子個數(shù)相同且價電子數(shù)相同的微粒是等電子體；（CN）₂是直線型分子，并有對稱性，結(jié)構(gòu)式為：N≡C-C≡N，1個單鍵是1個σ鍵，1個三鍵中含有1個σ鍵和2個π鍵；
（5）根據(jù)均攤法計算晶胞中F^-、Mg²⁺、K⁺離子數(shù)目確定化學式．

解答 解：（1）同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)增大呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，所以C、N、O三種元素的第一電離能由由大到小的順序是N＞O＞C；
故答案為：N＞O＞C；
（2）鐵是26號元素，其原子核外有26個電子，核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，失去2個電子變成Fe²⁺，其基態(tài)核外電子排布式；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶；
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶；
（3）分子中C原子以碳碳雙鍵和碳碳單鍵形式存在，則碳原子的雜化方式是sp²、sp³；
故答案為：sp²、sp³；
（4）CN^-中含有兩個原子且價電子數(shù)是10，所以與CN^-互為等電子體的一種分子的化學式：CO或N₂；
（CN）₂是直線型分子，并有對稱性，結(jié)構(gòu)式為：N≡C-C≡N，1個單鍵是1個σ鍵，1個三鍵中含有1個σ鍵和2個π鍵；所以（CN）₂中π鍵和σ鍵的個數(shù)比為4：3；
故答案為：CO或N₂；4：3；
（5）晶胞中F^-離子數(shù)目=12×$\frac{1}{4}$=3、Mg²⁺離子數(shù)目=8×$\frac{1}{8}$=1、K⁺離子數(shù)目=1，故晶體化學式為：KMgF₃；
故答案為：KMgF₃．

點評 本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，涉及第一電離能、核外電子排布、雜化軌道、等電子體、晶胞計算等，難度中等，注意利用均攤法進行晶胞有關(guān)計算．