Question

【题目】铁和碘、氮的相关化合物在化工、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：

(1)基态Fe原子中，核外未成对电子数为________个，铁的第三电离能I3(Fe)比锰的第三电高能I3(Mn)小其原因是__________________________________________________。

(2)NaNO2可用作肉类食品的发色剂，阴离子NO2-的几何构型为_________，中心原子的杂化轨道类型为_________。

(3)Cu2+的一种配合物的分子结构如图1所示，配位原子为________，配体分子中σ键总数为________个，分子中的大π键可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为),则中的大π键应表示为________________。

(4)一种铁的氧化物由不同价态的铁原子[Fe(A)和Fe(B)]与氧原子构成,其晶胞内部有图示Ⅰ、Ⅱ两种结构,晶胞的部分结构如图2。

①该铁的氧化物的化学式为_________,其熔点为1594.5 ℃,则它属于_________ (填“原子”“离子”或“分子”)晶体。

②该晶胞边长为a pm,则其密度为____________________g·cm-3(列出表达式即可)。

Answer 1

【答案】 4 锰失去的是较稳定的半充满3d5上的一个电子，铁失去的是3d6上的一个电子变为半充满状态 V形 sp2 N和Br 9 Fe3O4 离子 (或×102)

【解析】(1) Fe原子核外有26个电子，基态Fe原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2，未成对电子数为4个；由Mn2+转化为Mn3+时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转为不稳定的3d4状态；而Fe2+到Fe3+时，3d能级由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态，故铁的第三电离能I3(Fe)比锰的第三电高能I3(Mn)小；(2) NO2-的中心原子N原子的价电子对数==3,所以N是sp2杂化，价电子构型为平面三角型，由于氮只和两个氧连接,所以一个杂化轨道由一个孤电子对占据，分子构型为v型；中心原子的杂化轨道类型为sp2；(3)根据图1可知，Cu2+的配位原子为N和Br，配体分子中有1个碳碳σ键、4个碳氮σ键、3个碳氢σ键、1个氮氢σ键总数为9个σ键；分子中参与形成大π键的原子数为5，参与形成大π键的电子数为6,则中的大π键应表示为；(4)①根据均摊法，由图示知，Ⅰ、Ⅱ两种结构氧原子总数为，铁原子数目为Fe(A)6、Fe(B)2+，总数为12，最简比为3：4，该铁的氧化物的化学式为Fe3O4,其熔点为1594.5℃,则它属于离子晶体；②该晶胞边长为apm,体积为，则其密度为g·cm-3。