Question

18．由C、N、O、Na、Fe五种元素组成的配合物Na₂[Fe（CN）₅（NO）]可用于治疗高血压急症．
（1）对该配合物的组成和结构分析如下：
①中心离子的价电子排布图为，未成对电子数为5．
②不存在的作用力是be（填标号）．
a．离子键  b．金属键  c．配位键  d．极性共价键  e．分子间作用力
③三种非金属元素的第一电离能从小到大的顺序为C＜O＜N，由其中两种元素组合可构成原子个数比为1：3的常见微粒，则该微粒的空间构型为平面三角形．
④与CN ^-互为等电子体的单质的结构式为N≡N，该单质中原子的杂化方式为sp．
（2）镍与铁同族．镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液态物质Ni（CO）₄，推测Ni（CO）₄的晶体类型为分子晶体．已知构成该晶体微粒的空间构型为正四面体，则Ni（CO）₄易溶于bc（填标号）中．
a．水    b．四氯化碳    c．苯    d．硫酸镍溶液
（3）NaCl的晶胞结构示意图如图，NaCN的晶胞结构与其相似．已知NaCN晶体的密度为ρ g．cm^-3，阿伏加德罗常数为N_A，求晶胞边长a=$\root{3}{\frac{196}{ρ{N}_{A}}}$ cm．

Answer 1

分析 （1）①配合物Na₂[Fe（CN）₅（NO）]的中心离子为铁离子，铁离子的价层电子排布为3d⁵；
②配合物Na₂[Fe（CN）₅（NO）]中内界与外界之间是离子键，配体与中心离子间是配位键，配体内部碳氮之间及氮氧之间是极性共价键；
③同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，氮元素原子2p轨道为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素的；
由C、N、O中两种元素组合可构成原子个数比为1：3的常见微粒为NO₃^-；
④CN^-含有2个原子、价电子总数为10，与CN^-互为等电子体的单质为N₂，N₂分子中N原子形成一个σ键、含有1对孤对电子，杂化轨道数为2；
（2）Ni（CO）₄为无色挥发性液态物质，熔沸点低，属于分子晶体；根据相似相溶原理分析溶解性；
（3）根据NaCl的晶胞结构可知，每个晶胞中含有4个钠离子和4个氯离子，所以NaCN的晶胞也含有4个钠离子和4个氰根离子，表示出晶胞质量，结合m=ρV计算晶胞的体积，进而计算晶胞的边长．

解答 解：（1）①配合物Na₂[Fe（CN）₅（NO）]的中心离子为铁离子，铁离子的价层电子排布为3d⁵，价电子排布图为，有5个未成对的电子，
故答案为：；5；
②配合物Na₂[Fe（CN）₅（NO）]中内界与外界之间是离子键，配体与中心离子间是配位键，配体内部碳氮之间及氮氧之间是极性共价键，不存在的是金属键和分子间作用力，
故选：be；
③同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，氮元素原子2p轨道为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素的，所以其第一电离能大小顺序是C＜O＜N，
由C、N、O中两种元素组合可构成原子个数比为1：3的常见微粒为NO₃^-，N原子孤电子对数为$\frac{5+1-2×3}{2}$=0，价层电子对数为3+0=3，故空间构型为平面三角形，
故答案为：C＜O＜N；平面三角形；
④CN^-含有2个原子、价电子总数为10，与CN^-互为等电子体的单质为N₂，N₂的结构式为N≡N，N₂分子中N原子形成一个σ键、含有1对孤对电子，杂化轨道数为2，所以杂化方式为sp杂化，
故答案为：N≡N；sp；
（2）Ni（CO）₄为无色挥发性液态物质，熔沸点低，属于分子晶体，呈正四面体构型，是对称结构，所以是非极性物质，根据相似相溶原理知，Ni（CO）₄ 易溶于非极性溶剂，苯、四氯化碳是非极性物质，所以Ni（CO）₄ 易溶于苯、四氯化碳，故选bc，
故答案为：分子晶体；bc；
（3）根据NaCl的晶胞结构可知，每个晶胞中含有4个钠离子和4个氯离子，所以NaCN的晶胞也含有4个钠离子和4个氰根离子，则晶胞质量为$\frac{4×49}{{N}_{A}}$g，晶体的密度为ρ g．cm^-3，晶胞的体积为$\frac{4×49}{{N}_{A}}$g÷ρ g．cm^-3=$\frac{196}{ρ{N}_{A}}$cm³，所以晶胞的边长为$\root{3}{\frac{196}{ρ{N}_{A}}}$cm，
故答案为：$\root{3}{\frac{196}{ρ{N}_{A}}}$．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、空间构型与杂化发生判断、电离能、等电子体、化学键、晶体类型与性质、晶胞的计算等知识点，注意同周期主族元素中第一电离能异常情况．