Question

3．鐵及其化合物有著廣泛的應(yīng)用，回答下列問題：
（1）鐵原子基態(tài)時(shí)核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²．
（2）鐵單質(zhì)在一定條件下可與CO反應(yīng)生成配位化合物Fe（CO）₅，該化合物熔點(diǎn)為253K，沸點(diǎn)為376K，其固體屬于分子晶體，與CO具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子為N₂，1molFe（CO）₅中含有σ鍵數(shù)目為10mol．
（3）FeCl₃可以與苯酚分子發(fā)生顯色反應(yīng)，苯酚分子中碳原子與氧原子的雜化方式分別為sp²、sp³．
（4）血紅素分子結(jié)構(gòu)如圖1所示，血紅素分子間存在的作用力有氫鍵（填名稱）；與Fe通過配位鍵結(jié)合的氮原子的編號(hào)是2、4．
（5）鐵的一種晶體γ-Fe的晶體結(jié)構(gòu)如圖2所示，晶體中每個(gè)鐵原子周圍距離最近的鐵原子數(shù)目為12．

Answer 1

分析 （1）Fe原子核外電子數(shù)為26，根據(jù)能量最低原理書寫核外電子排布式；
（2）Fe（CO）₅的熔點(diǎn)為253K，沸點(diǎn)為376K，熔沸點(diǎn)比較低，屬于分子晶體；根據(jù)等電子體判斷與CO具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子；Fe（CO）₅分子中含5個(gè)配位鍵，配體CO內(nèi)含有1個(gè)碳氧三鍵；
（3）苯酚分子中C原子形成3個(gè)σ鍵，沒有孤電子對，雜化軌道數(shù)目為3，氧原子孤電子對數(shù)為2、形成2個(gè)σ鍵，雜化軌道數(shù)目為4；
（4）分子中含有羧基，分子之間形成氫鍵；含有孤對電子的N原子與Fe通過配位鍵結(jié)合，形成3對共用電子對的N原子沒有孤電子對；
（5）以頂點(diǎn)Fe原子研究，與之最近的Fe原子處于面心，每個(gè)頂點(diǎn)為個(gè)晶胞共用，而每個(gè)面心為2個(gè)晶胞共用．

解答 解：（1）鐵是26號(hào)元素，其原子核外有26個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理知，其基態(tài)原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；
（2）Fe（CO）₅的熔點(diǎn)為253K，沸點(diǎn)為376K，熔沸點(diǎn)比較低，屬于分子晶體；
根據(jù)等電子體陽離子，與CO具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子為N₂；
Fe（CO）₅分子中含5個(gè)配位鍵，配體CO內(nèi)含有1個(gè)碳氧三鍵，所以1molFe（CO）₅分子中含有的σ鍵為10 mol，
故答案為：分子；N₂；10mol；
（3）苯酚分子中C原子形成3個(gè)σ鍵，沒有孤電子對，雜化軌道數(shù)目為3，C原子采取sp³雜化，氧原子孤電子對數(shù)為2、形成2個(gè)σ鍵，雜化軌道數(shù)目為4，O原子采取sp³雜化，
故答案為：sp²；sp³；
（4）分子中含有羧基，分子之間形成氫鍵；1號(hào)、3號(hào)N原子形成3對共用電子對，1號(hào)、3號(hào)N原子沒有孤電子對；2號(hào)、4號(hào)N原子形成2對共用電子對，與Fe通過配位鍵結(jié)合，
故答案為：氫鍵；2、4；
（5）以頂點(diǎn)Fe原子研究，與之最近的Fe原子處于面心，每個(gè)頂點(diǎn)為個(gè)晶胞共用，而每個(gè)面心為2個(gè)晶胞共用，晶體中每個(gè)鐵原子周圍距離最近的鐵原子數(shù)目為$\frac{3×8}{2}$=12，
故答案為：12．

點(diǎn)評(píng) 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及電子排布式、雜化方式的判斷、晶體類型與性質(zhì)、化學(xué)鍵、配合物、晶胞計(jì)算等，比較全面考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)主干知識(shí)，注意均攤法進(jìn)行晶胞計(jì)算，難度中等．