题目内容
【题目】 [物质结构与性质]
铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。
(1)Fe3+基态核外电子排布式为____________________。
(2)丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是_______________,1 mol 丙酮分子中含有σ键的数目为______________。
(3)C、H、O 三种元素的电负性由小到大的顺序为________________。
(4)乙醇的沸点高于丙酮,这是因为____________________。
(5)某FexNy的晶胞如题21图-1所示,Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe,形成Cu替代型产物Fe(x-n) CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如题21图-2 所示,其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为___________。
【答案】
(1)[Ar]3d5或 1s22s22p63s23p63d5
(2)sp2和sp3 9 mol
(3)H<C<O
(4)乙醇分子间存在氢键
(5)Fe3CuN
【解析】
(1)铁是26号,Fe3+基态核外电子排布式为[Ar]3d5或 1s22s22p63s23p63d5;(2)丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是甲基中的C形成3个σC―H键,1个σC―C键,为sp3 杂化,羰基中的C形成3个σC―C键,一个π键,故C的杂化方式为sp2;据以上分析1 mol 丙酮分子中含有σ键的数目为9 mol;(3)C、H、O 三种元素的电负性由小到大的顺序为H<C<O;(4)乙醇的沸点高于丙酮,这是因为乙醇分子间存在氢键;丙酮分子中无与电负性较大的O原子相连的H原子,不能形成氢键;(5)a位置Fe:8×1/8=1,b位置Fe,6×1/2=3,N为1个,从题21图-2看出:Cu替代a位置Fe型产物的能量更低,将化学式由Fe3FeN用铜替换为Fe3CuN。
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