Question

不銹鋼是由鐵、鉻、碳及眾多不同元素所組成的合金，鐵是主要成分元素，鉻是第一主要的合金元素．其中鉻的含量不能低于11%，不然就不能生成致密氧化膜CrO₃防止腐蝕．
（1）寫出Fe²⁺的基態(tài)離子的電子排布式：______；基態(tài)碳（C）原子的電子排布圖為_(kāi)_____
（2）[Cr（H₂O）₄Cl₂]Cl?2H₂O中Cr的配位數(shù)為_(kāi)_____；已知CrO₅中Cr為+6價(jià)，則CrO₅的結(jié)構(gòu)式為_(kāi)_____．
（3）H₂O的分子構(gòu)型為_(kāi)_____；H₂O分子間能形成氫鍵的原因是______．
（4）金屬鐵的晶體在不同溫度下有兩種堆積方式，晶胞分別如圖所示．體心立方晶胞與面心立方晶胞中實(shí)際含有的Fe原子個(gè)數(shù)之比為_(kāi)_____．

Answer 1

【答案】分析：（1）鐵是26號(hào)元素，鐵原子失去2個(gè)電子變成亞鐵離子，所以亞鐵離子核外有24個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理寫出其核外電子排布式；碳原子核外有6個(gè)電子，根據(jù)能量最低原理、保里不相容原理及洪特規(guī)則寫出其電子排布圖；
（2）根據(jù)化學(xué)式判斷配位數(shù)，CrO₅中存在過(guò)氧鍵、Cr-O鍵、Cr=O，在4個(gè)Cr-O鍵中Cr為+1價(jià)，在Cr=O鍵注重Cr為+2價(jià)，以此書(shū)寫結(jié)構(gòu)式；
（3）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)和δ鍵數(shù)判斷分子的立體構(gòu)型，O原子電負(fù)性較大，氫化物中含有氫鍵；
（4）利用均攤法計(jì)算．
解答：解：（1）Fe的原子序數(shù)為26，F(xiàn)e的基態(tài)原子的電子排布式為1s²2s²2p⁴3s²3p⁴3d⁶4s²，則Fe²⁺的基態(tài)離子的電子排布式為[Ar]3d⁶或1s²2s²2p⁴3s²3p⁴3d⁶，C原子序數(shù)為6，則基態(tài)碳（C）原子的軌道表示式為，
故答案為：[Ar]3d⁶或1s²2s²2p⁴3s²3p⁴3d⁶；；
（2）[Cr（H₂O）₄Cl₂]Cl?2H₂O中Cr與4個(gè)H₂O，2個(gè)Cl^-形成配位鍵，所以配位數(shù)為6，CrO₅中存在過(guò)氧鍵、Cr-O鍵、Cr=O，在4個(gè)Cr-O鍵中Cr為+1價(jià)，在Cr=O鍵中Cr為+2價(jià)，則結(jié)構(gòu)式為，故答案為：6；；
（3）H₂O中含有2個(gè)δ鍵，2個(gè)孤電子對(duì)，則分子的立體構(gòu)型為V形，O原子電負(fù)性較大，氫化物中含有氫鍵，
故答案為：V形分子；分子中有帶孤電子對(duì)、電負(fù)性較強(qiáng)的氧原子，而且有一個(gè)與電負(fù)性較強(qiáng)的氧原子直接相連的氫原子；
（4）圖中體心立方晶胞Fe原子位于頂點(diǎn)和體心，晶胞中含有1+8×=2個(gè)Fe原子，
面心立方晶胞中Fe原子位于頂點(diǎn)和面心，晶胞中含有6×+8×=4個(gè)Fe原子，
所以兩種晶體的基本結(jié)構(gòu)單元中的原子個(gè)數(shù)之比為2：4=1：2，
故答案為：1：2．
點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，涉及電子排布式、結(jié)構(gòu)式以及晶胞的計(jì)算，這些都是學(xué)習(xí)重點(diǎn)及高考熱點(diǎn)，難點(diǎn)是CrO₅的結(jié)構(gòu)式的確定，難度中等．