Question

【题目】利用铁矿石(Fe2O3)，可以制得Fe3[Fe(CN)6]2和Fe(SCN)3，请回答下列问题：

(1)基态Fe3+的价电子排布式为___________。

(2)O、S、C三种元素的电负性由大到小的顺序为___________，Fe(CO)5是一种浅黄色液体，熔点－20℃，沸点103℃。Fe(CO)5晶体类型是___________。

(3)KSCN是检验Fe3+的试剂之一，与SCN－互为等电子体的分子为___________(任写一种)，SCN－中碳原子的杂化类型为___________。第一电离能I1(N)___________I1(O)(填“大于”、“小于”或“等于”)，理由是___________。

(4)钾晶体(其晶胞结构如图所示)的晶胞参数为apm。假定金属钾原子为等径的刚性小球且处于体对角线上的三个球相切，则钾原子的半径为___________pm，晶体钾的密度计算式是___________g/m3(设NA为阿伏加德罗常数的值)

Answer 1

【答案】3d5 O>S>C 分子晶体 CO2或N2O sp 大于 N原子p能级为半充满状态，更稳定

【解析】

(1)Fe是26号元素，Fe原子失去3个电子变为Fe3+，根据构造原理，书写基态Fe3+的价电子排布式；

(2)由于非金属性越强，其电负性越大。分子晶体的熔沸点较低，离子晶体的熔沸点较高，原子晶体的熔沸点很高；

(3)等电子体中含有的原子数相同，原子的最外层电子数也相同，据此书写SCN-的等电子体的分子式，根据SCN-的原子结合方式判断其中碳原子的杂化类型。一般情况下同一周期元素的第一电离能随原子序数的增大而增大，当原子核外电子处于半满、全满或全空时电离能较大；

(4)小球处于晶胞对角线的位置，先用均摊法计算一个晶胞中含有的K原子数，然后根据晶胞参数为apm计算晶胞的密度。

(1)Fe是26号元素，Fe原子核外有26个电子，核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2，Fe原子失去3个电子变为Fe3+，根据构造原理，可得基态Fe3+的价电子排布式为3d5；

(2)由于非金属性越强，其电负性越大。元素的非金属性：O>S>C，所以可知三种元素的电负性由大到小的顺序是：O>S>C；Fe(CO)5是一种浅黄色液体，熔点－20℃，沸点103℃，熔沸点较低，说明Fe(CO)5是分子晶体；

(3)等电子体中含有的原子数相同，原子的最外层电子数也相同，则与SCN－互为等电子体的分子为CO2或N2O。SCN－的中心原子碳原子的杂化方式与CO2的中心原子的杂化方式相同，因此其中的C原子的杂化方式是sp杂化。一般情况下，同一周期元素的第一电离能随原子序数的增大而增大，当原子核外电子处于半满、全满或全空时电离能较大。由于N原子p能级为半充满状态，更稳定，所以其第一电离能比O元素的大；

(5)晶胞参数是apm，则晶胞的体对角线为apm，由晶胞结构可知4r=apm，则K原子半径r=pm；由于晶胞参数是apm，所以晶胞的体积V=(apm)3=(a×10-10)3m3；在一个晶胞中含有的K原子数目为：=2，则该晶体的密度ρ=g/m3。