Question

【題目】利用鐵礦石(Fe2O3)，可以制得Fe3[Fe(CN)6]2和Fe(SCN)3，請回答下列問題：

(1)基態Fe3+的價電子排布式為___________。

(2)O、S、C三種元素的電負性由大到小的順序為___________，Fe(CO)5是一種淺黃色液體，熔點－20℃，沸點103℃。Fe(CO)5晶體類型是___________。

(3)KSCN是檢驗Fe3+的試劑之一，與SCN－互為等電子體的分子為___________(任寫一種)，SCN－中碳原子的雜化類型為___________。第一電離能I1(N)___________I1(O)(填“大于”、“小于”或“等于”)，理由是___________。

(4)鉀晶體(其晶胞結構如圖所示)的晶胞參數為apm。假定金屬鉀原子為等徑的剛性小球且處于體對角線上的三個球相切，則鉀原子的半徑為___________pm，晶體鉀的密度計算式是___________g/m3(設NA為阿伏加德羅常數的值)

Answer 1

【答案】3d5 O>S>C 分子晶體 CO2或N2O sp 大于 N原子p能級為半充滿狀態，更穩定

【解析】

(1)Fe是26號元素，Fe原子失去3個電子變為Fe3+，根據構造原理，書寫基態Fe3+的價電子排布式；

(2)由于非金屬性越強，其電負性越大。分子晶體的熔沸點較低，離子晶體的熔沸點較高，原子晶體的熔沸點很高；

(3)等電子體中含有的原子數相同，原子的最外層電子數也相同，據此書寫SCN-的等電子體的分子式，根據SCN-的原子結合方式判斷其中碳原子的雜化類型。一般情況下同一周期元素的第一電離能隨原子序數的增大而增大，當原子核外電子處于半滿、全滿或全空時電離能較大；

(4)小球處于晶胞對角線的位置，先用均攤法計算一個晶胞中含有的K原子數，然后根據晶胞參數為apm計算晶胞的密度。

(1)Fe是26號元素，Fe原子核外有26個電子，核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2，Fe原子失去3個電子變為Fe3+，根據構造原理，可得基態Fe3+的價電子排布式為3d5；

(2)由于非金屬性越強，其電負性越大。元素的非金屬性：O>S>C，所以可知三種元素的電負性由大到小的順序是：O>S>C；Fe(CO)5是一種淺黃色液體，熔點－20℃，沸點103℃，熔沸點較低，說明Fe(CO)5是分子晶體；

(3)等電子體中含有的原子數相同，原子的最外層電子數也相同，則與SCN－互為等電子體的分子為CO2或N2O。SCN－的中心原子碳原子的雜化方式與CO2的中心原子的雜化方式相同，因此其中的C原子的雜化方式是sp雜化。一般情況下，同一周期元素的第一電離能隨原子序數的增大而增大，當原子核外電子處于半滿、全滿或全空時電離能較大。由于N原子p能級為半充滿狀態，更穩定，所以其第一電離能比O元素的大；

(5)晶胞參數是apm，則晶胞的體對角線為apm，由晶胞結構可知4r=apm，則K原子半徑r=pm；由于晶胞參數是apm，所以晶胞的體積V=(apm)3=(a×10-10)3m3；在一個晶胞中含有的K原子數目為：=2，則該晶體的密度ρ=g/m3。