题目内容

【题目】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。

1Fe3+基态核外电子排布式为___未成对电子数为___个。

2)丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是___,丙酮分子中含有σ键的数目为____个。

3CHO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)利用价层电子对互斥理论判断PCl3的立体构型是___

6)某FexNy的晶胞如图-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) CunNyFexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图-2 所示,其中更活泼的Cu替代型产物的化学式为___

【答案】[Ar]3d51s22s22p63s23p63d5 5 sp2sp3 9 H<C<O 乙醇分子间存在氢键 三角锥形 FeCu3N

【解析】

(1)Fe的原子序数为26,根据核外电子的排布规则书写电子排布式;

(2)中单键均为σ键,双键中含1σ键,甲基上C形成4σ键,C=OC形成3σ键,据此分析解答;

(3)根据非金属性越强,电负性越大分析判断;

(4)乙醇分子之间形成氢键,导致沸点较高;

(5)根据价层电子对个数键个数+孤电子对个数键个数+(a-xb)分析判断;

(6)由图2可知,Cu替代b位置的Fe时能量较高,不稳定,结合分摊法分析解答。

(1)Fe的原子序数为26Fe3+基态核外电子数为233d为半满稳定结构,Fe3+基态核外电子排布式为[Ar]3d51s22s22p63s23p63d5,未成对电子数为5个,故答案为:[Ar]3d51s22s22p63s23p63d55

(2)中单键均为σ键,双键中含1σ键,1π键,丙酮分子共有9σ键;甲基上C形成4σ键,C=OC形成3σ键,含有1个孤电子对,则羰基上Csp2杂化,甲基上Csp3杂化,故答案为:sp2sp39

(3)非金属性越强,电负性越大,则CHO三种元素的电负性由小到大的顺序为HCO,故答案为:HCO

(4)乙醇分子间存在氢键,而丙酮中不存在氢键,导致乙醇的沸点高于丙酮,故答案为:乙醇分子间存在氢键;

(5)PCl3P原子的价层电子对数=3+=4P原子采用sp3杂化,含有1个孤电子对,PCl3的立体构型是三角锥形,故答案为:三角锥形;

(6)由图2可知,Cu替代a位置的Fe时能量较低,更稳定,替代b位置的Fe时能量较高,不稳定,因此更活泼的Cu替代型产物是替代b位置的Fe,则Cu位于面心,N(Cu)=6×=3Fe位于顶点,N(Fe)=8×=1N位于体心,则只有1N,其化学式为FeCu3N,故答案为:FeCu3N

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