Question

【题目】(1)Fe(CO)5中铁的化合价为0，写出铁原子的简化的基态电子排布式______，Fe在周期表中第______周期______族，属于_______区。

(2)已知Fe(CO)5常温下呈液态，熔点为﹣20.5 ℃，沸点为103 ℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe(CO)5晶体为________（填晶体类型）。

(3)金属铁单质的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如下图所示。

体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的铁原子个数之比为________；Fe原子配位数之比为____。若两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同，则体心立方晶胞和面心立方晶胞密度之比为_______。

(4)已知：Y原子最高价氧化物对应水化物的酸性最强。铜与Y形成化合物的晶胞如图所示(黑点代表铜原子，空心圆代表Y原子)。

①该晶体的化学式为________。（用元素符号表示）

②已知该晶体的密度为ρ g/cm3，阿伏加德罗常数为NA，则该晶胞边长为______nm(只写计算式)。

Answer 1

【答案】[Ar]3d64s2 四 Ⅷ d 分子 1：2 2：3 ：8 CuCl ×107

【解析】

(1)Fe的原子序数为26，利用电子排布规律来书写电子排布式；

(2) Fe(CO)5常温下呈液态，熔沸点较低，应为分子晶体；

(3)根据均摊法计算晶胞中Fe元素数目计算；

(4)①Y原子最高价氧化物对应水化物的酸性最强，则Y为Cl，均摊法计算晶胞中Cu、Cl原子数目确定化学式；

②黑色球连接周围的4个白色球形成正四面体结构，黑色球位于正四面体的中心，黑色球与晶胞顶点白色球连线处于晶胞体对角线上，且二者之间距离为体对角线长度的，而晶胞体对角线长度为晶胞棱长的倍，结合晶胞中Cu、Cl原子数目表示出晶胞的质量，而晶胞质量也等于晶胞体积与晶体密度乘积，联立计算。

(1)Fe的原子序数为26，则基态电子排布式为[Ar]3d64s2，Fe原子核外各个电子层具有的电子数为2、8、14、2，可见在周期表中第四周期第VIII族，属于d区。

(2)Fe(CO)5常温下呈液态，熔沸点较低，易溶于非极性溶剂，应为分子晶体；

(3)体心立方晶胞中含有的Fe原子数为=2；面心立方晶胞中含有的铁原子个数=4；所以二者含有的Fe原子个数之比为2：4=1：2；

体心立方晶胞中Fe原子配位数是8，而面心立方晶胞中Fe原子配位数是=12，所以二者Fe原子的配位数的比是8：12=2：3；

若两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同，假设Fe原子半径为R，体心立方晶胞参数为R1，根据原子的相对位置可得R1=4R，R1=；由于体心立方晶胞中含有2个Fe原子，则体心立方晶胞的密度为=；假设面心立方晶胞参数为R2，根据原子的相对位置可得R2=4R，R2=，由于面心立方晶胞中含有4个Fe原子，所以其密度=，则：8。

(4)①Y原子最高价氧化物对应水化物的酸性最强，则Y为Cl，晶胞中Cu原子数目=4、Cl原子数目=8×=4，Cu、Cl原子数目之比为1：1，所以该晶体的化学式为CuCl；

②晶胞棱长为Lpm，由于一个晶胞中含有4个CuCl，根据晶胞密度公式，及L3=V可得晶胞参数L==×1017nm。