Question

【题目】[化学——选修3：物质结构与性质]

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：

元 素		Mn	Fe
电离能 /kJ·mol－1	I1	717[	759
	I2	1509	1561
	I3	3248	2957

回答下列问题：

（1） Mn元素价电子层的电子排布式为 ，比较两元素的I2、I3可知，气态Mn2＋再失去一个电子比气态Fe2＋再失去一个电子难。对此，你的解释是 ；

（2） Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道而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 六氰合亚铁离子（Fe(CN)64－）中的配体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路易斯结构式 ；

（3） 三氯化铁常温下为固体，熔点282℃，沸点315℃，在300℃以上易升华。易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁晶体为 ；

（4） 金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如右图所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为 。

Answer 1

【答案】（1） 3d54s2，由Mn2＋转化为Mn3＋时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态（或Fe2＋转化为Fe3＋时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态）；（2）①具有孤对电子；②sp，；（3）分子晶体；（4）2∶1。

【解析】试题分析：（1）Mn是过度元素，价电子包括最外层和次外层的d能级，价电子排布式为：3d54s2，由Mn2＋转化为Mn3＋时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态；（2）①形成配合物一方提供空轨道，一方提供孤电子对，即具有孤电子对；②CN－中的C有2个σ，无孤电子对，杂化轨道数=价层电子，即杂化类型为sp，；（3）三氯化铁的熔沸点较低，易升华，易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂，推出三氯化铁属于分子晶体；（4）根据均摊法，体心立方铁原子的个数为8×1/8＋1=2，面心立方铁原子的个数：8×1/8＋6×1/2=4，两者的比值为2：4=1：2。