Question

【题目】Fe、Ni均为Ⅷ族元素，与C、N、O、P等组成的化合物有广泛的用途。回答下列问题：

(1)基态Ni2+的价层电子轨道表达式为________，C、N、O的第一电离能从小到大的顺序为________。

(2)N、P可形成一些复杂离子，如(CH3)3NH＋、NO2+、PCl6－等。

①(CH3)3NH＋ 中N原子的杂化类型为___，NO2+的空间构型为______________。

②PCl5是一种白色固体，在加压下于148℃时液化，形成一种能导电的熔体。熔体能导电的原因是___________。

(3)Fe、Ni易与CO形成配合物，Fe(CO)5中σ键与π键个数比为______，Ni(CO)4熔点－25℃，沸点43℃，不溶于水，溶于乙醇、苯等有机溶剂，Ni(CO)4为______晶体。

(4)FeO、NiO的晶体类型与结构和NaCl相同。

① 熔点FeO_____NiO(填“>”、“<”或“=”)。

② FeO 晶胞如下图，Fe2+的配位数为_______。

③ FeO在氧气中加热，部分Fe2+被氧化为Fe3+，晶体结构产生铁离子缺位的缺陷，其组成变为FexO(x＜1)，测得晶胞边长为a cm，密度为g·cm－3，则x＝_______。

Answer 1

【答案】 C<O<N sp3 直线型 P可形成一些复杂离子如PCl6－，PCl5熔体中含有可自由移动的离子PCl4+和PCl6－ 1:1 分子晶体 ＜ 6

【解析】

(1)镍为28号元素，据此书写基态Ni2+的价层电子轨道表达式；同一周期，从左到右，元素的第一电离能逐渐增大，但第ⅡA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素，据此分析判断C、N、O的第一电离能的大小；

(2)①(CH3)3NH＋中N原子形成4个σ键，没有孤电子对；NO2+中N原子形成2个σ键，孤电子对数==0；②根据题干信息，P可形成一些复杂离子如PCl6－，据此分析解答；

(3)Fe(CO)5中存在5个配位键和5个C≡O，据此计算σ键与π键个数比；根据Ni(CO)4的性质分析判断晶体类型；

(4)① 铁原子半径比镍大，据此判断晶格能FeO与NiO的大小，再判断熔点；②根据FeO 晶胞图，亚铁离子位于顶点和面心，氧离子位于体心和棱的中点，分析判断Fe2+的配位数；

③FeO的晶体结构与氯化钠的晶体结构相同，晶胞中含4个FexO，根据晶胞的密度=分析解答。

(1)镍为28号元素，基态Ni2+的价层电子轨道表达式为；同一周期，从左到右，元素的第一电离能逐渐增大，但第ⅡA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素，C、N、O的第一电离能从小到大的顺序为C<O<N，故答案为：；C<O<N；

(2)①(CH3)3NH＋中N原子形成4个σ键，没有孤电子对，杂化类型为sp3，NO2+中N原子形成2个σ键，孤电子对数==0，杂化类型为sp，空间构型为直线型，故答案为：sp3；直线型；

②PCl5是一种白色固体，在加压下于148℃时液化，形成一种能导电的熔体，根据题干信息，P可形成一些复杂离子如PCl6－，因此PCl5熔体中含有可自由移动的离子PCl4+和PCl6－，使得熔体能导电，故答案为： P可形成一些复杂离子如PCl6－，PCl5熔体中含有可自由移动的离子PCl4+和PCl6－；

(3)Fe(CO)5中存在5个配位键和5个C≡O，因此σ键与π键个数比为(5+5):(5×2)=1:1；Ni(CO)4熔点－25℃，沸点43℃，不溶于水，溶于乙醇、苯等有机溶剂，符合分子晶体的性质，因此Ni(CO)4为分子晶体，故答案为：1:1；分子晶体；

(4)① 铁原子半径比镍大，使得FeO中原子间距离大于NiO，晶格能FeO＜NiO，熔点FeO＜NiO，故答案为：＜；

② 根据FeO 晶胞图，亚铁离子位于顶点和面心，氧离子位于体心和棱的中点，Fe2+的配位数为6，故答案为：6；

③FeO的晶体结构与氯化钠的晶体结构相同，晶胞中含4个FexO，则摩尔质量M=(56x+16)g/mol，FexO的晶胞边长为a cm，密度为g·cm－3，则g·cm－3==g·cm－3，因此56x+16=，x=，故答案为：。