Question

8．乙二胺四乙酸可由乙二胺（H₂NCH₂CH₂NH₂）、氰化钠（NaCN）和甲醛水溶液作用制得，能和Fe³⁺形成稳定的水溶性配合物乙二胺四乙酸铁钠，原理如下：
（1）Fe³⁺基态核外电子排布式为[Ar]3d⁵或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵．
（2）与CN^-互为等电子体的一种非极性分子为N₂（填化学式）．
（3）乙二胺四乙酸中C原子的轨道杂化类型是sp²、sp³；C、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序是O＞N＞C．
（4）乙二胺和三甲胺[N（CH₃）₃]均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多，原因是乙二胺分子间可以形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键．
（5）请在乙二胺四乙酸铁钠结构图中用“箭头”表示出配位键．

Answer 1

分析 （1）Fe原子核外电子数为26，原子形成阳离子先按能层高低失去电子，能层越高的电子越容易失去，同一能层中按能级高低失去电子，能级越高越容易失去；
（2）原子个数相同且价电子数相同的微粒是等电子体；
（3）乙二胺四乙酸中碳原子为-CH₂-，-COOH，前者碳原子以单键连接4个原子为四面体结构，为sp³杂化，-COOH中碳原子含有1个双键，为sp²杂化；同周期自左而右电负性增大；
（4）氢键影响物质的溶沸点，乙二胺（H₂N-CH₂-CH₂-NH₂）分子之间可以形成氢键，但三甲胺[N（CH₃）₃]分子之间不能形成氢键；
（5）配位键由提供孤电子对的原子指向提供空轨道的原子，该配位原子为N、O原子，中心原子Fe周围与2个氮原子、4个氧原子相连．

解答 解：（1）Fe原子核外有26个电子，核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，Fe原子失去4s能级2个电子、3d能级1个电子形成Fe³⁺，Fe³⁺电子排布式为：[Ar]3d⁵或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，
故答案为：[Ar]3d⁵或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵；
（2）CN^-中含有两个原子且价电子数是10，所以与CN^-互为等电子体的一种分子的化学式：N₂，
故答案为：N₂；　
（3）乙二胺四乙酸中碳原子为-CH₂-，-COOH，前者碳原子以单键连接4个原子为四面体结构，为sp³杂化，-COOH中碳原子含有1个双键，为sp²杂化；同周期自左而右电负性增大，故电负性：O＞N＞C，
故答案为：sp²、sp³；O＞N＞C；           
（4）分子之间可以形成氢键使物质的溶沸点升高，乙二胺（H₂N-CH₂-CH₂-NH₂）分子之间可以形成氢键，三甲胺[N（CH₃）₃]分子之间不能形成氢键，故乙二胺的沸点较高，故答案为：乙二胺分子之间可以形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键；
（5）配位键由含有孤电子对的原子指向含有空轨道的原子，中心原子Fe具有空轨道，N、O原子含有孤电子对，所以该配合物中的配位键为，
故答案为：．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及电子的排布、等电子体、电负性大小的判断、杂化方式的判断、配位键等知识，题目综合性较强，难度中等，注意（5）配位键的表示方法、注意氢键对物质熔沸点的影响．