Question

【題目】鎂、鋁、鐵是三種重要金屬，它們的單質(zhì)和化合物應(yīng)用十分廣泛�；卮鹣铝袉栴}：

(1)鎂、鋁第一電離能大小的關(guān)系是I1(Mg)_________I1(Al)，金屬鎂、鋁熔點大小關(guān)系是Mg_________Al。（填“大于”、“等于”或“小于”）

(2)氯化鋁加熱時易升華，實驗測得鋁元素與氯元素形成化合物的實際組成為Al2Cl6，其結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。其中處于中間的Al原子雜化軌道類型為_________雜化，分子中所有原子_________(能、不能)在同一平面上。

(3)硝酸鐵和尿素在乙醇中生成[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3三硝酸六尿素合鐵。產(chǎn)物是一種重要的配合物，用作有機鐵肥，簡稱鐵氮肥�；鶓B(tài)Fe3+的核外電子排布式為____________。尿素分子中鍵與鍵的數(shù)目之比為_______。NO3-的空間構(gòu)型為_________，經(jīng)測定N2O5晶體中存在NO2+和NO3-，NO2+中氮原子為_________雜化。

(4)碳溶解在γ-Fe中形成的一種間隙固溶體，無磁性，其晶胞為面心立方結(jié)構(gòu)，如圖所示。晶體中與相鄰鐵原子距離相等且最近的鐵原子有________個，該物質(zhì)的化學(xué)式為_________。若晶體密度為dg/cm3，則晶胞中最近的兩個碳原子的距離為___________pm(阿伏加德羅常數(shù)的值為NA表示，寫出簡化后的計算式即可)。

Answer 1

【答案】大于 小于 sp3 不能 3d5 7：1 平面三角形 sp 12 FeC ××1010

【解析】

(1)同一周期元素，其第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素；原子軌道中電子處于半滿、全滿、全空時最穩(wěn)定；根據(jù)金屬元素的原子半徑及金屬鍵強弱分析判斷物質(zhì)熔沸點高低；

(2)根據(jù)球棍模型分析判斷；

(3)原子形成陽離子時，先失去高能層中的電子，同一能層先失去高能級上的電子；尿素中C原子形成3個σ鍵、沒有孤電子對，N原子形成3個σ鍵、由1對孤電子對，雜化軌道數(shù)目分別為3、4；單鍵為σ鍵，雙鍵中含有1個σ鍵、1個π鍵；根據(jù)NO3-中N原子的價層電子對對確定其空間構(gòu)型；結(jié)合等電子體結(jié)構(gòu)相似，性質(zhì)相似分析判斷原子雜化類型；

(4)Fe原子處于頂點、面心，碳原子處于體心、棱中心。用均攤方法計算。

（1）同一周期元素，其第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，Mg、Al位于同一周期且Mg位于第IIA族、Al位于第IIIA族，所以第一電離能：I1(Mg)＞I1(Al)；由于原子半徑Mg＞Al，所以金屬鍵Al＞Mg，金屬鍵越強，斷裂金屬鍵使物質(zhì)熔化、氣化需要消耗的能量就越高，物質(zhì)的熔沸點就越高，所以熔點：Mg＜Al；

(2)在Al2Cl6中，Al形成了4個共價鍵，3個為鍵，1個為配位鍵，所以Al原子雜化方式為sp3雜化；1個Al原子和4個Cl形成正四面體結(jié)構(gòu)，因此分子中所有原子不能在同一平面上；

(3)Fe原子核外有26個電子，核外電子排布為1s22s22p63s23p63d64s2，Fe原子失去4s能級2個電子和3d上1個電子形成Fe3+，所以基態(tài)Fe3+的核外價電子排布式為3d5；在尿素分子H2NCONH2中，中心原子為C原子，形成3個σ鍵、1個π鍵；2個亞氨基中每個亞氨基中鍵的數(shù)目2，則一分子尿素中含鍵的數(shù)目為3+2×2=7，所以分子中σ鍵和π鍵個數(shù)比為7：1；NO3-中N原子孤電子對數(shù)=0，價層電子對數(shù)3+0=3，所以其空間構(gòu)型為平面三角形；NO2+與CO2互為等電子體，結(jié)構(gòu)相似，其中氮原子類型與CO2分子中C原子相同，都是為sp雜化；

(4)Fe原子處于頂點、面心，碳原子處于體心、棱中心。以頂點Fe原子研究，與之距離最近的Fe原子處于面心，每個頂點為8個晶胞共用，每個面為2個晶胞共用，故與鐵原子距離最近的鐵原子數(shù)目為=12；晶胞中Fe原子數(shù)目=4、C原子數(shù)目1+=4，n(Fe)：n(C)=4：4=1：1，所以該物質(zhì)化學(xué)式為：FeC；晶胞中最近的兩個碳原子的距離為面對角線的一半，設(shè)晶胞中最近的兩個碳原子的距離為rpm，則晶胞棱長rpm，晶胞質(zhì)量，解得r=。