Question

如图所示为血红蛋白和肌红蛋白的活性部分--血红素的结构式．

回答下列问题：
（1）血红素中含有C、H、O、N、Fe五种元素，C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序是

C、O、N

，写出基态Fe原子的核外电子排布式

[Ar]3d⁶4s²

．
（2）血红素中N原子的杂化方式为

sp³ 、sp²

，在右图的方框内用“→”标出Fe²⁺的配位键．
（3）铁有δ、γ、α三种同素异形体，γ晶体晶胞中所含有的铁原子数为

4

，δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比为

4：3

．

Answer 1

分析：（1）同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但第五主族元素的第一电离能大于第六主族元素的；根据构造原理写出基态铁原子核外电子排布式．
（2）根据每个N原子含有的σ 键个数与孤电子对数之和判断其杂化方式；配位键由提供孤电子对的原子指向提供空轨道的原子．    
（3）利用均摊法计算γ晶体晶胞中所含有的铁原子数；先判断δ、α两种晶胞中铁原子的配位数，再计算其比值．

解答：解：（1）同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但第五主族元素的第一电离能大于第六主族元素的，所以C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序是C、O、N；铁是26号元素，其原子核外有26个电子，根据构造原理其核外电子排布式为[Ar]3d⁶4s²．
故答案为：C、O、N；[Ar]3d⁶4s²．
（2）血红素中N原子有的含有3个σ 键和一个孤电子对，属于sp³杂化；有的含有3个σ 键，属于sp² 杂化方式；Fe²⁺的配位键为．
故答案为：sp³ 、sp²；．
（3）该晶胞中顶点上含有的原子数=

1

8

×8=1，面心上含有的原子数=

1

2

×6=3，所以一个晶胞中含有4个原子；
δ、α两种晶胞中铁原子的配位数分别是8个和6个，所以δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比是4：3．
故答案为：4； 4：3．

点评：本题考查了物质结构中的有关知识，难度不大，注意会运用均摊法计算晶胞中含有的原子个数，明确同一周期中元素的第一电离能的反常现象是解（1）题的关键．