Question

過渡金屬元素及其化合物的應用研究是目前科學研究的前沿之一。試回答下列問題：

（1）二茂鐵又叫雙環戊二烯基鐵[化學式：Fe(C₅H₅)₂]，結構如圖所示，是一種具有芳香族性質的有機金屬化合物。外觀為橙色，熔點為172℃，沸點249℃，100℃以上能升華；不溶于水，溶于甲醇、乙醇等有機溶劑中�；鶓BFe²⁺離子的電子排布式為                        。1 mol環戊二烯中含有的σ鍵的數目是               。

（2）銅的第二電離能（I₂）卻大于鋅的第二電離能，其主要原因是                                 。

電離能／kJ·mol-1	I1	I2
銅	746	1958
鋅	906	1733

 

（3）現有含鈦的兩種顏色的晶體，Ti³⁺的配位數均為6，一種為紫色，一種為綠色，相關實驗證明，兩種晶體的組成皆為TiCl₃·6H₂O。為測定這兩種晶體的化學式，設計了如下實驗：

a．分別取等質量的兩種配合物晶體的樣品配成待測溶液；

b．分別往待測溶液中滴入AgNO₃溶液，均產生白色沉淀；

c．沉淀完全后分別過濾得兩份沉淀，經洗滌干燥后稱量，發現原綠色晶體的水溶液與AgNO₃溶液反應得到的白色沉淀質量為紫色晶體的水溶液反應得到沉淀質量的2/3。

試推斷紫色晶體的化學式為                        。

 

Answer 1

【答案】

（1）1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶或[Ar]3d⁶      10N_A（或10×6.02×10²³）

（2）Cu失去一個電子成為Cu⁺后，核外電子排布為[Ar]3d¹⁰，屬于能量較低的穩定結構，所以Cu第二電離能相對較大

（3）[ Ti(H₂O)₆]Cl₃

【解析】

試題分析：（1）①鐵是26號元素，其核外有26個電子，根據構造原理Fe²⁺離子核外電子排布式為    1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶；②根據二茂鐵的物理性質可知，二茂鐵屬于分子晶體，二茂鐵中C₅H₅^-的結構為，    共價單鍵都是σ鍵，共價雙鍵中一個是σ鍵一個是π鍵，一個分子中含有5個σ鍵，所以Fe（C₅H₅）    ₂中含有10個σ鍵，則1mol二茂鐵中含有的σ鍵數是10N_A。

（2）Cu失去一個電子成為Cu+后，核外電子排布為[Ar]3d10，屬于能量較低的穩定結構，所以Cu第二電離能相對較大。（3）Ti³⁺的配位數均為6，往待測溶液中滴入AgNO₃溶液，均產生白色沉淀，則有氯離子在配合物的外界，兩份沉淀，經洗滌干燥后稱量，發現原綠色晶體的水溶液與AgNO₃溶液反應得到的白色沉淀質量為紫色晶體的水溶液反應得到沉淀質量的2/ 3 ，可知紫色晶體中含3個氯離子，綠色晶體中含2個氯離子，故紫色晶體的化學式為[ Ti(H₂O)₆]Cl₃ 。

考點：原子核外電子排布；元素電離能、電負性的含義及應用；共價鍵的形成及共價鍵的主要類型；判斷簡單分子或離子的構型；原子軌道雜化方式及雜化類型判斷。