Question

【题目】用还原铁粉制备二茂铁开辟了金属有机化合物研究的新领域。二茂铁甲酰胺是其中一种重要的衍生物，结构如图所示。

（1）基态Fe原子价层电子排布式是_______。

（2）已知二茂铁甲酰胺熔点是176℃，沸点是249℃，难溶于水，易溶于氯仿、丙酮等有机溶剂。据此可推断二茂铁甲酰胺晶体为_______晶体。

（3）二茂铁甲酰胺中碳原子的杂化方式为_________，H、C、N、O四种元素的电负性由大到小的顺序是_________。

（4）碳、氮元素对应的最简单氢化物分别是CH4和NH3，相同条件下CH4的沸点比NH3的沸点_______（填“高”或“低”），主要原因是_______。

（5）氢、氮、氧三种元素按照4:2:3的原子个数比形成离子化合物。该离子化合物中，阳离子空间构型是_______，1 mol阴离子含有σ键的数目为_______。

（6）氮和铁能形成一种磁性材料，其晶胞如图所示，该磁性材料的化学式为_______。已知晶胞参数为a nm，则该晶胞密度的计算式为ρ＝_______g/cm3（用NA表示阿伏加德罗常数的值）。

Answer 1

【答案】 3d64s2 分子 sp2、sp3 O>N>C>H 低 氨分子间存在氢键 正四面体形 3NA或1.806×1024 Fe4N

【解析】本题主要考查物质结构。

（1）基态Fe原子价层电子排布式是3d64s2。

（2）二茂铁甲酰胺熔点、沸点较低，难溶于水，易溶于氯仿、丙酮等有机溶剂。据此可推断二茂铁甲酰胺晶体为分子晶体。

（3）二茂铁甲酰胺中双键碳原子的杂化方式为sp2，单键碳原子的杂化方式为sp3，非金属性：H<C<N<O，所以四种元素的电负性由大到小的顺序是O>N>C>H。

（4）碳、氮元素对应的最简单氢化物分别是CH4和NH3，相同条件下CH4的沸点比NH3的沸点低，主要原因是氨分子间存在氢键。

（5）氢、氮、氧三种元素按照4:2:3的原子个数比形成离子化合物NH4NO3。该离子化合物中，阳离子空间构型是正四面体形，1 mol阴离子含有σ键的数目为3NA或1.806×1024。

（6）晶胞含有1个氮原子和4个铁原子，它们的相对原子质量之和为238，该磁性材料的化学式为Fe4N。该晶胞体积为a3 ×10-21cm3，质量为238g/NA，则该晶胞密度的计算式为ρ=g/cm3。