Question

16．铁、铜均为日常生活中常见的金属，有着广泛的用途．请回答下列问题：
（1）铁在元素周期表中的位置是第四周期第ⅤⅢ族．
（2）K₃[Fe（CN）₆]溶液可用于检验Fe²⁺，配体CN^-中碳原子杂化轨道类型为sp杂化，C、N、O三元素的第一电离能由大到小的顺序是N＞O＞C（用元素符号表示）．
（3）配合物Fe（CO）_x在常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe（CO）_x晶体类型属于分子晶体．
（4）基态铜原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹，其晶体中铜原子的堆积方式为面心立方最密堆积，则配位数是12．
（5）某M原子的外围电子排布式为3s²3p⁵，铜与M形成化合物的晶胞如图所示（黑点代表铜原子）．已知铜和M的电负性分别为1.9和3.0，则铜与M形成的化合物属于共价（填“离子”、“共价”）化合物，其化学式是CuCl．

Answer 1

分析 （1）铁在元素周期表中的位置是第四周期第ⅤⅢ族；
（2）根据C原子价层电子对个数确定杂化方式；一般来说非金属性越强，第一电离能越大，但是因为p轨道半充满体系具有很强的稳定性，会有特例，如N的p轨道本来就是半充满的，O的p轨道失去一个电子才是半充满的，所以O比N容易失去电子；
（3）分子晶体的熔沸点较低；
（4）铜为29号元素，据此写出基态铜原子的核外电子排布式；根据晶胞结构图可知，铜为面心立方堆积，据此判断每个铜原子周围距离最近的铜原子数目；
（5）根据价电子排布式判断出M原子为Cl原子，根据电负性差值判断化合物类型，利用均摊法计算得出．

解答 解：（1）铁在元素周期表中的位置是第四周期第ⅤⅢ族，故答案为：第四周期第ⅤⅢ族；
（2）CN^-中C原子价层电子对个数=1+$\frac{1}{2}$（4+1-1×3）=2，所以采取sp杂化；一般来说非金属性越强，第一电离能大，但是因为p轨道半充满体系具有很强的稳定性．N的p轨道本来就是半充满的．O的p轨道失去一个电子才是半充满的．所以C、N、O三元素的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C，故答案为：sp杂化；N＞O＞C；
（3）分子晶体的熔沸点较低，根据题给信息知，该物质的熔沸点较低，所以为分子晶体，故答案为：分子晶体；
（4）铜为29号元素，基态铜原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹．根据晶胞结构图可知，铜为面心立方堆积，所以每个铜原子周围距离最近的铜原子位于经过该原子的立方体的面的面心上，共有12个，故配位数为12，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹；12；
（5）根据价电子排布式3s²3p⁵判断出M原子为Cl原子，由晶胞结构可知，Cu原子处于晶胞内部，晶胞中含有4个Cu原子，Cl原子属于顶点与面心上，晶胞中含有Cl原子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，故化学式为CuCl．电负性差值大于1.7原子间易形成离子键，小于1.7原子间形成共价键，铜与X的电负性分别为1.9和3.0，差值为1.1小于1.7，形成共价键，
故答案为：共价；CuCl．

点评 本题考查较为全面，涉及到电子排布式、第一电离能、杂化类型的判断、配合物以及有关晶体的计算，但解题具有较强的方法性和规律性，学习中注意总结如何书写电子排布式，如何判断分子空间构型以及有关晶体计算等方法．