Question

【題目】鐵和碘、氮的相關化合物在化工、材料等領域有著廣泛的應用。回答下列問題：

(1)基態(tài)Fe原子中，核外未成對電子數(shù)為________個，鐵的第三電離能I3(Fe)比錳的第三電高能I3(Mn)小其原因是__________________________________________________。

(2)NaNO2可用作肉類食品的發(fā)色劑，陰離子NO2-的幾何構型為_________，中心原子的雜化軌道類型為_________。

(3)Cu2+的一種配合物的分子結構如圖1所示，配位原子為________，配體分子中σ鍵總數(shù)為________個，分子中的大π鍵可用符號表示,其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為),則中的大π鍵應表示為________________。

(4)一種鐵的氧化物由不同價態(tài)的鐵原子[Fe(A)和Fe(B)]與氧原子構成,其晶胞內(nèi)部有圖示Ⅰ、Ⅱ兩種結構,晶胞的部分結構如圖2。

①該鐵的氧化物的化學式為_________,其熔點為1594.5 ℃,則它屬于_________ (填“原子”“離子”或“分子”)晶體。

②該晶胞邊長為a pm,則其密度為____________________g·cm-3(列出表達式即可)。

Answer 1

【答案】 4 錳失去的是較穩(wěn)定的半充滿3d5上的一個電子，鐵失去的是3d6上的一個電子變?yōu)榘氤錆M狀態(tài) V形 sp2 N和Br 9 Fe3O4 離子 (或×102)

【解析】(1) Fe原子核外有26個電子，基態(tài)Fe原子的核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d64s2，未成對電子數(shù)為4個；由Mn2+轉化為Mn3+時，3d能級由較穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)轉為不穩(wěn)定的3d4狀態(tài)；而Fe2+到Fe3+時，3d能級由不穩(wěn)定的3d6到穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)，故鐵的第三電離能I3(Fe)比錳的第三電高能I3(Mn)��；(2) NO2-的中心原子N原子的價電子對數(shù)==3,所以N是sp2雜化，價電子構型為平面三角型，由于氮只和兩個氧連接,所以一個雜化軌道由一個孤電子對占據(jù)，分子構型為v型；中心原子的雜化軌道類型為sp2；(3)根據(jù)圖1可知，Cu2+的配位原子為N和Br，配體分子中有1個碳碳σ鍵、4個碳氮σ鍵、3個碳氫σ鍵、1個氮氫σ鍵總數(shù)為9個σ鍵；分子中參與形成大π鍵的原子數(shù)為5，參與形成大π鍵的電子數(shù)為6,則中的大π鍵應表示為；(4)①根據(jù)均攤法，由圖示知，Ⅰ、Ⅱ兩種結構氧原子總數(shù)為，鐵原子數(shù)目為Fe(A)6、Fe(B)2+，總數(shù)為12，最簡比為3：4，該鐵的氧化物的化學式為Fe3O4,其熔點為1594.5℃,則它屬于離子晶體；②該晶胞邊長為apm,體積為，則其密度為g·cm-3。