Question

元素周期表中第四周期的金属元素在生产和科研中有非常重要的使用价值．
（1）测定土壤中铁的含量时需先将三价铁还原为二价铁，再采用邻啡罗啉作显色剂，用比色法
测定，若土壤中含有高氯酸盐时会对测定有干扰．相关的反应如下：
4FeCl₃+2NH₂OH?HCl=4FeCl₂+N₂O↑+6HCl+H₂O
①Fe³⁺在基态时，核外电子排布式

 

；
②羟胺中（NH₂OH）采用sp³杂化的原子有

 

，三种元素电负性由大到小的顺序为

 

；
③Fe²⁺与邻啡罗啉（用A表示）形成的配合物[FeA₃]²⁺（图1）中，Fe²⁺的配位数为

 

；
④N₂O分子的空间构型为

 

；（用文字描述）
（2）如果把晶胞顶点与最近三个面心所围成的空隙叫做四面体空隙，第四周期电负性最小的原子可作为容体掺入C₆₀ 晶体的空隙中，形成具有良好的超导性的掺杂C₆₀ 化合物．现把C₆₀抽象成质点，该晶体的晶胞结构如图2所示，若每个四面体空隙填入一个原子，则全部填满C₆₀ 晶体的四面体空隙后，所形成的掺杂C₆₀ 化合物的化学式为

 

．

Answer 1

考点：晶胞的计算,判断简单分子或离子的构型,配合物的成键情况

专题：

分析：（1）①铁是26号元素，铁原子核外有26个电子，铁原子失去3个电子变成铁离子，根据构造原理写出铁离子核外电子排布式；
②根据价层电子对互斥理论确定羟胺NH₂OH中存在sp³杂化的原子；同一周期元素电负性从左到右递增；
③配位数就是在配位个体中与一个形成体成键的配位原子的总数；
④N₂O与CO₂是等电子体，具有相似的结构；
（2）三个球相切，摆成正三角形，然后上面放第四个球，这样围成的空隙，就叫正四面体空隙，在面心立方结构中，每个小立方体对应1个四面体空隙，一共有8个正四面体空隙，上图画出了其中一个，第四周期电负性最小的原子是K，所以晶胞中一共有8个k原子，1+6×

1

2

=4个C₆₀分子，然后求出化学式．

解答： 解：（1）①铁是26号元素，铁原子核外有26个电子，铁原子失去2个电子变成亚铁离子，Fe³⁺在基态时，核外电子排布式为ls²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵或[Ar]3d⁵；
故答案为：ls²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵或[Ar]3d⁵；
②羟胺分子中，价层电子对为4的原子有N、O原子，所以采用sp³杂化的原子有N、O原子，同一周期元素电负性从左到右递增，在NH₂OH中，H显正价，H的电负性最小，故电负性大小顺序是O＞N＞H；
故答案为：N、O；O＞N＞H；
③配位数就是在配位个体中与一个形成体成键的配位原子的总数，所以Fe²⁺与邻啡罗啉形成的配合物（形成过程如图1）中，配位数为6，故答案为：6；       
④N₂O与CO₂是等电子体，具有相似的结构，应为直线形分子，故答案为：直线型；
（2）三个球相切，摆成正三角形，然后上面放第四个球，这样围成的空隙，就叫正四面体空隙，如图所示：在面心立方结构中，每个小立方体对应1个四面体空隙，一共有8个正四面体空隙，上图画出了其中一个，第四周期电负性最小的原子是K，所以晶胞中一共有8个K原子，1+6×

1

2

=4个C₆₀分子，故组成 K₈（C₆₀）₄，化学式为K₂C₆₀．
故答案为：K₂C₆₀．

点评：本题目综合性较大，涉及晶体、化学键、杂化轨道、电负性、晶胞计算等，晶胞计算难度较大，为易错点．