Question

【題目】Fe、Si金屬間化合物是近幾年研究的熱點(diǎn)材料，它在電子學(xué)、熱電、光電和磁學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，另外鐵的配合物也有極其廣泛的用途。回答下列問(wèn)題：

（1）鐵的一種配合物的化學(xué)式為[Fe(Htrz)3](ClO4)2，其中Htrz為1,2,4–三氮唑（）。

①配合物中陰離子空間構(gòu)型為________，中心原子的雜化方式是________。

②Htrz分子中含σ鍵數(shù)為______個(gè)，其與Fe2+形成配位鍵的原子是_______。

③1,2,4–三氮唑與環(huán)戊二烯（）的物理性質(zhì)如下：

	環(huán)戊二烯	1,2,4–三氮唑
相對(duì)分子質(zhì)量	66	69
物理性質(zhì)	無(wú)色液體，不溶于水，沸點(diǎn)為42.5℃	無(wú)色晶體，溶于水，沸點(diǎn)為260℃

它們的水溶性和沸點(diǎn)差異很大的主要原因是________________________。

（2）一種Fe、Si金屬間化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示：

晶胞中含鐵原子為_____個(gè)，已知晶胞參數(shù)為0.564nm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則Fe、Si金屬間化合物的密度為___________g·cm–3（列出計(jì)算式）

Answer 1

【答案】正四面體型 sp3 8 N 1,2,4–三氮唑分子間、與水分子間都可以形成氫鍵 12

【解析】

根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥模型分析微粒空間構(gòu)型及軌道雜化類型；根據(jù)配體的結(jié)構(gòu)判斷σ鍵數(shù)目；根據(jù)氫鍵對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)的影響分析；根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)計(jì)算晶胞密度。

（1）①ClO4-的價(jià)電子對(duì)數(shù)為（7+1）/2=4，Cl原子上沒(méi)有孤電子對(duì)，空間構(gòu)型為正四面體型，Cl原子采用sp3雜化；

②環(huán)上有5個(gè)σ鍵，環(huán)外有3個(gè)σ鍵，共8個(gè)σ鍵；Htrz分子中只有N原子有孤電子對(duì)，H、C無(wú)孤對(duì)電子，所以與Fe2+形成配位鍵的原子是N；

③兩者結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量非常接近，但Htrz分子中有N-H鍵，N原子半徑小，電負(fù)性大，分子間可以形成氫鍵，也可以與水分子間形成氫鍵，所以它們的水溶性和沸點(diǎn)差異很大的主要原因是：1,2,4–三氮唑分子間、與水分子間都可以形成氫鍵；

（2）Fe在頂點(diǎn)有8個(gè)，面心有6個(gè)，棱上有12個(gè)，體內(nèi)有4個(gè)，體心有1個(gè)，共含8×1/8+6×1/2+12×1/4+4+1=12個(gè)，N原子有4個(gè)，晶胞的質(zhì)量m=(12×56+4×28)/NAg，體積為V=（0.564×10-7）3cm3，ρ=m/V=g/cm3。