Question

【题目】Fe、Si金属间化合物是近几年研究的热点材料，它在电子学、热电、光电和磁学等领域有着广泛的应用，另外铁的配合物也有极其广泛的用途。回答下列问题：

（1）铁的一种配合物的化学式为[Fe(Htrz)3](ClO4)2，其中Htrz为1,2,4–三氮唑（）。

①配合物中阴离子空间构型为________，中心原子的杂化方式是________。

②Htrz分子中含σ键数为______个，其与Fe2+形成配位键的原子是_______。

③1,2,4–三氮唑与环戊二烯（）的物理性质如下：

	环戊二烯	1,2,4–三氮唑
相对分子质量	66	69
物理性质	无色液体，不溶于水，沸点为42.5℃	无色晶体，溶于水，沸点为260℃

它们的水溶性和沸点差异很大的主要原因是________________________。

（2）一种Fe、Si金属间化合物的晶胞结构如下图所示：

晶胞中含铁原子为_____个，已知晶胞参数为0.564nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Fe、Si金属间化合物的密度为___________g·cm–3（列出计算式）

Answer 1

【答案】正四面体型 sp3 8 N 1,2,4–三氮唑分子间、与水分子间都可以形成氢键 12

【解析】

根据价层电子对互斥模型分析微粒空间构型及轨道杂化类型；根据配体的结构判断σ键数目；根据氢键对物质物理性质的影响分析；根据晶胞结构计算晶胞密度。

（1）①ClO4-的价电子对数为（7+1）/2=4，Cl原子上没有孤电子对，空间构型为正四面体型，Cl原子采用sp3杂化；

②环上有5个σ键，环外有3个σ键，共8个σ键；Htrz分子中只有N原子有孤电子对，H、C无孤对电子，所以与Fe2+形成配位键的原子是N；

③两者结构相似，相对分子质量非常接近，但Htrz分子中有N-H键，N原子半径小，电负性大，分子间可以形成氢键，也可以与水分子间形成氢键，所以它们的水溶性和沸点差异很大的主要原因是：1,2,4–三氮唑分子间、与水分子间都可以形成氢键；

（2）Fe在顶点有8个，面心有6个，棱上有12个，体内有4个，体心有1个，共含8×1/8+6×1/2+12×1/4+4+1=12个，N原子有4个，晶胞的质量m=(12×56+4×28)/NAg，体积为V=（0.564×10-7）3cm3，ρ=m/V=g/cm3。