Question

Mn、Fe均为第四周期过渡元素，两元素的部分电离能数据列于下表：

回答下列问题：
（1）Mn元素价电子的电子排布式为                       ，比较两元素的I₂、I₃可知，气态Mn²⁺再失去一个电子比气态Fen再失去一个电子难。其原因是               。
（2）Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道能与一些分子或离子形成配合物。
①与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是            。
②络离子[Fe(CN)₆]^4-的配体CN^-中C原子的杂化轨道类型是           ，写出一种与 CN^-互为等电子体的单质分子的电子式                          。
（3）三氯化铁常温下为固体，熔点282℃，沸点315℃，在300℃以上升华。易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁的晶体类型为                。
（4）金属铁晶体在不同的温度下有两种堆积方式，如图所示。体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为             。

Answer 1

（1）3d⁵4s²（1分） 由Mn²⁺转化为Mn³⁺时，3d能级由较稳定的3d⁵半充满态转为不稳定的3d⁴状态需要的能量较多；而Fe²⁺到Fe³⁺时，3d能级由不稳定的3d⁶到稳定的3d⁵半充满状态，需要的能量相对要少（2分）
（2）①具有孤对电子 ②sp （每空2分，共6分）
（3）分子晶体（1分）
（4）1:2（2分）

试题分析：（1）Mn元素为2号元素，价电子的排布式为：3d⁵4s²；Mn²⁺的价电子为3d⁵，3d轨道半充满，较稳定，由较稳定的3d⁵半充满态转为不稳定的3d⁴状态需要的能量较多；Fe²⁺的价电子为3d⁶，不稳定，由不稳定的3d⁶到稳定的3d⁵半充满状态，需要的能量相对要少。
（2）①Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道，所以与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是具有孤对电子。
②CN^-中C与N形成碳氮三键，所以C原子杂化方式为sp；原子数相等、价电子数相等的微粒互为等电子体，所以N₂与CN^-互为等电子体，电子式为：
（3）三氯化铁熔沸点较低，易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂，说明三氯化铁为分子晶体。
（4）体心立方晶胞含Fe：8×1/8+1=2，面心立方晶胞含Fe：8×1/8+6×1/2=4，所以体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为1:2。