Question

【题目】在晶体中，微观粒子是有规律排布的。而实际上的晶体与理想结构或多或少会产生偏离，这种偏离称为晶体的缺陷。由于晶体缺陷，氧化铁FexO中的x常常不确定。

(1)请写出铁原子基态电子排布式___________________。

(2)Fe2+与Fe3+相比，较稳定的是___________，请从二者结构上加以解释_______________。

(3)硫氰根离子和异硫氰根离子都可用SCN-表示，碳原子都处于中央，则碳原子的轨道杂化类型为____________________。其中异硫氰根离子与CO2是等电子体，异硫氰根离子的电子式为________________。Fe3+与SCN-可以形成配位数的配离子，若Fe3+与SCN-以个数比1：5配合，则FeCl3与KSCN在水溶液中发生反应的化学方程式可以表示为_____________。

(4)如图：铁有、、三种同素异形体，三种晶体在不同温度下能发生转化。

请问：、、这三种晶胞的棱长之比为：___________。

Answer 1

【答案】[Ar]3d64s2 Fe3+ Fe3+的电子排布式为[Ar]3d5，Fe2+的电子排布式为[Ar]3d6，Fe3+的3d能级处于半充满状态，是一种较稳定的结构 sp FeCl3+5KSCN＝K2[Fe(SCN)5]+3KCl 2：3：3

【解析】

(1)根据构造原理，书写Fe原子核外电子排布式；

(2)原子核外各个轨道电子数处于全满、半满或全空时是稳定状态；

(3)根据价层电子对理论分析C原子杂化方式；根据等电子体结构相似书写异硫氰根离子的电子式；

(4)根据各自结构的相对位置分析计算。

(1)Fe是26号元素，原子核外有26个电子，根据核外电子排布规律可知铁原子基态电子排布式为[Ar]3d64s2；

(2)Fe3+的电子排布式为[Ar]3d5，Fe2+的电子排布式为[Ar]3d6，Fe3+的3d能级处于半充满状态，是一种较稳定的结构，所以Fe3+比Fe2+稳定；

(3)SCN-中碳原子都处于中央，碳周围有两个键，没有孤电子对，所以碳原子按sp方式杂化，互为等电子体的粒子结构相似，所以根据CO2分子的结构可判断异硫氰根离子的电子式为，FeCl3与KSCN在水溶液按1：5反应，反应的化学方程式为FeCl3+5KSCN＝K2[Fe(SCN)5]+3KCl；

(4)设铁原子半径为a，根据晶胞结构图，晶体中晶胞的棱长为，γ晶体中晶胞的棱长为，晶体中晶胞的棱长为2a，所以三种晶胞的棱长之比为2：3：3。