Question

[物质结构与性质]如图所示为血红蛋白和肌红蛋白的活性部分--血红素的结构．
回答下列问题：
（1）血红素中含有C、H、O、N、Fe五种元素，C、H、N、O四种元素的电负性由小到大的顺序是    ，根据以上电负性请判断H₂N-CHO 中C和N的化合价分别为    和    ．写出基态Fe原子的核外价电子排布图    ．
（2）血红素中两种N原子的杂化方式分别为    ，在图乙的方框内用“→”标出Fe²⁺的配位键    ．
（3）铁有δ、γ、α三种同素异形体，γ晶体晶胞中所含有的铁原子数为    ，δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比为    ；在δ晶胞中空间利用率为    ，与其具有相同堆积方式的金属还有    （填元素符号）．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据元素周期表电负性的递变规律比较电负性强弱；H₂N-CHO中，N的非金属性比C强，则C、O化合价为负价，H和C为正价，结合化合价代数和为0计算元素的化合价，结合能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则书写电子排布图； 
（2）根据N原子的价电子排布式2s²2p³，若N原子形成3个共价键，则氮原子周围还有一对孤对电子，即此时无配位键，该氮原子为sp³杂化，如NH₃．若N原子形成4个共价键，则必有一个是配位键，若还存在双键（双键视为单键），则该氮原子为sp²杂化，如本题中的，若都为单键，则该氮原子为sp³杂化；
（3）利用均摊法计算晶胞的结构．
解答：解：（1）同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增大，则有电负性C＜N＜O，H的电负性最小，
故有：H＜C＜N＜O，H₂N-CHO中，N的非金属性比C强，则C、O化合价为负价，H和C为正价，C的化合价为+2价，N的化合价为-3价，基态Fe原子的核外价电子排布式为[Ar]3d⁶4S²，则基态Fe原子的核外价电子排布图为；
故答案为：H＜C＜N＜O；+2；+3；；
（2）根据N原子的价电子排布式2s²2p³，若N原子形成3个共价键，则氮原子周围还有一对孤对电子，即此时无配位键，该氮原子为sp³杂化，如NH₃．若N原子形成4个共价键，则必有一个是配位键，若还存在双键（双键视为单键），则该氮原子为sp²杂化，如本题中的，若都为单键，则该氮原子为sp³杂化，如NH₄⁺，
故答案为：sp²、sp³；；
（3）γ晶体晶胞中所含有的铁原子数为8×+6×=4，δ、α两种晶胞中铁原子的配位数分别为8、6，则配位数之比为8：6=4：3，δ晶胞为体心立方（堆积），空间利用率为68%，为K型，与Na、K、Fe具有相同堆积方式，
故答案为：4；4：3；68%；Na、K．
点评：本题考查较为综合，涉及电负性、电子排布图、配位键、杂化方式以及晶胞的计算等问题，题目难度较大，易错点为（3）．注意利用均摊法计算晶胞．