Question

不锈钢是由铁、铬（Cr）、镍（Ni）、碳、硅及众多不同元素组成的合金．回答下列问题：
（1）铁和镍（Ni）位于周期表的同一周期同一族，它们在第

 

周期第

 

族．
（2）铁、铬、镍的基态原子中，未成对电子数最多的是

 

（填元素符号）
（3）碳和硅两种元素中电负性较大的是

 

．四氟化碳（CF₄，相对分子质量87，沸点-128.1℃）的沸点比二氯甲烷（CH₂Cl₂，相对分子质量85，沸点39.8℃）的沸点低，请分析原因：

 

（4）Fe²⁺能与环戊二烯形成配合物二茂铁，环戊二烯分子中碳原子的杂化方式为

 

，1个环戊二烯分子中含有的π键数目为

 

．
（5）金属通常都具有良好的导电性，金属导电时，在电场中定向移动的是

 

，金属铁晶体中原子堆积方式如图所示，其中铁原子的配位数为

 

．一种铁、钴合金中，铁的质量分数为74%，若其晶胞边长为acm，则该合金的密度为

 

g?cm^-3（用含a的代数式表示）

Answer 1

考点：晶胞的计算,原子核外电子排布,元素电离能、电负性的含义及应用,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：

分析：（1）Fe和Ni原子核外都有4个电子层，都属于第VIII族；
（2）铁、铬、镍的基态原子中未成对电子数分别是4、6、3；
（3）同一主族元素，元素电负性随着原子序数增大而减小；
（4）环戊二烯分子中碳碳双键两端的碳原子σ键个数是3，碳碳单键之间的C原子σ个数是4；共价化合物中单键为σ，双键中一个是σ键、一个是π键；常温下，四氟化碳为气体、二氯甲烷是液体；
（5）在通电条件下，金属中自由电子定向移动；该晶胞中Fe原子配位数是8，Fe原子个数=8×

1

8

+1=2，合金中Fe、Co原子个数之比=

74%

56

：

26%

59

=3：1，该合金化学式为Fe₃Co，一个晶胞中含有2个Fe原子，则含有Co原子个数=

2

3

，晶胞体积=a³cm³，根据ρ=

m

V

计算其密度．

解答： 解：（1）Fe和Ni原子核外都有4个电子层，原子核外电子层数与其周期数相等，都属于第VIII族，所以这三种元素都位于第四周期第VIII族，故答案为：四；VIII族；
（2）铁、铬、镍的基态原子中未成对电子数分别是4、6、3，所以未成对电子数最多的是Cr，
故答案为：Cr；
（3）同一主族元素，元素电负性随着原子序数增大而减小，所以电负性C＞Si；四氟化碳是气体、二氯甲烷是液体，四氟化碳中分子间作用力较小、二氯甲烷中分子间作用力较大，所以四氟化碳（CF₄，相对分子质量87，沸点-128.1℃）的沸点比二氯甲烷（CH₂Cl₂，相对分子质量85，沸点39.8℃）的沸点低，
故答案为：C；四氟化碳是气体、二氯甲烷是液体；
（4）环戊二烯分子中碳碳双键两端的碳原子σ键个数是3，碳碳单键之间的C原子σ个数是4，所以环戊二烯中C原子采用sp²、sp³杂化；共价化合物中单键为σ，双键中一个是σ键、一个是π键，所以环戊二烯中
π键数目为2，
故答案为：sp²、sp³；2；
（5）在通电条件下，金属中自由电子定向移动；该晶胞中Fe原子配位数是8，Fe原子个数=8×

1

8

+1=2，合金中Fe、Co原子个数之比=

74%

56

：

26%

59

=3：1，该合金化学式为Fe₃Co，一个晶胞中含有2个Fe原子，则含有Co原子个数=

2

3

，晶胞体积=a³cm³，ρ=

m

V

=

227 NA × 2 3

a3

g/cm³=

151.3

a3NA

g/cm³，
故答案为：电子；8；

151.3

a3NA

．

点评：本题考查物质结构和性质，为高考高频点，涉及晶胞计算、原子杂化方式判断、原子核外电子排布等知识点，根据构造原理、价层电子对互斥理论等知识点解答，难点是晶胞计算，明确晶胞公式中各个字母含义，题目难度中等．