Question

【題目】鐵和鈷是兩種重要的過渡元素。

（1）鈷位于元素周期表得第_____________族，其基態(tài)原子中未成對(duì)電子的個(gè)數(shù)為______。

（2）[Fe(H2NCONH2)]6(NO3)3的名稱是三硝酸六尿素合鐵（Ⅲ），是一種重要的配合物。該化合物中Fe3+的核外電子排布式為________，所含非金屬元素的第一電離能由大到小的順序是_________。

（3）尿素分子中碳原子為________雜化，分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為_____。

（4）配合物Fe(CO)x的中心原子價(jià)電子數(shù)與配體提供電子數(shù)之和為18，則x=___。Fe(CO)x常溫下呈液態(tài)，熔點(diǎn)為-20 .5 ℃，沸點(diǎn)為103 ℃，易溶于非極性溶劑，據(jù)此可判斷Fe(CO)x晶體屬于_______（填晶體類型）。

（5）血紅素是吡咯（C4H5N）的重要衍生物，血紅素（含F(xiàn)e2＋）可用于治療缺鐵性貧血。吡咯和血紅素的結(jié)構(gòu)如圖所示。

吡咯血紅素

①1 mol吡咯分子中所含的σ鍵總數(shù)為____個(gè)。（用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值）分子中的大π鍵可用表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)，則吡咯環(huán)中的大π鍵應(yīng)表示為____ 。

②血液中的O2是由血紅素在人體內(nèi)形成的血紅蛋白來輸送的，則血紅蛋白中的Fe2＋與O2是通過____鍵相結(jié)合。

③血紅素中N的雜化方式為______________，請(qǐng)畫出血紅素中N與Fe的配位鍵_______。

Answer 1

【答案】第四周期第Ⅷ 3 [Ar]3d5（或1s22s22p63s23p63d5） N、O、H、C sp2 7∶1 5 分子晶體 10NA或6.02×1024 π65 配位 sp2 sp3

【解析】

（1）鈷的原子序數(shù)是27，位于元素周期表中第Ⅷ族，其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d74s2，未成對(duì)電子的個(gè)數(shù)為3，故答案為：第四周期第Ⅷ族，3。

（2）鐵的原子序數(shù)是26，Fe2+的核外電子排布式為［Ar］3d5（或1s22s22p63s23p63d5）；尿素的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HN2-CO-NH2，碳原子存在雙鍵，氮原子全部是單鍵，且存在孤對(duì)電子，所以分子中C、N原子的雜化方式分別是sp2、sp3。單鍵都是σ鍵，雙鍵中含有1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，則其分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為7：1。非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越大，則所含非金屬元素的電負(fù)性由大到小的順序是O、N、C、H；故答案為：[Ar]3d5（或1s22s22p63s23p63d5），N、O、H、C。

（3）尿素分子中碳原子含有3個(gè)σ鍵且不含孤電子對(duì)，所以其雜化方式為sp2，尿素分子中含有含有2個(gè)N-H單鍵，4個(gè)N-H單鍵，1個(gè)C=O雙鍵，單鍵是σ鍵，C=O雙鍵中1個(gè)鍵，1個(gè)π鍵，所以尿素分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為7：1，故答案為：sp2，7∶1。

（4）配合物Fe（CO）x的中心原子是鐵原子，其價(jià)電子數(shù)是8（價(jià)電子就是元素周期表中每種元素下邊的那個(gè)表示形式中的電子之和），每個(gè)配體提供的電子數(shù)是2，8+2x=18，x=5，分子晶體的熔沸點(diǎn)較低，根據(jù)題給信息知，該物質(zhì)的熔沸點(diǎn)較低，所以為分子晶體，故答案為：5；分子晶體。

（5）①1個(gè)吡咯分子中含1個(gè)N-H鍵，二個(gè)N-C鍵，三個(gè)C-C鍵，四個(gè)C-H鍵共10個(gè)σ鍵，則1 mol吡咯分子中所含的σ鍵總數(shù)為10NA或6.02×1024個(gè)，吡咯環(huán)中的大π鍵由1個(gè)氮原子和4個(gè)碳原子組成，可表示為，故答案為：10NA或6.02×1024，。

②血液中的O2是由血紅素在人體內(nèi)形成的血紅蛋白來輸送的，則血紅蛋白中的Fe2＋與O2是通過配位鍵相結(jié)合，故答案為：配位。

③根據(jù)N原子的價(jià)電子排布式2s22p3，若N原子成三個(gè)共價(jià)鍵，則N原子周圍還有一對(duì)孤對(duì)對(duì)子，即此時(shí)無配位鍵，該N原子采取sp3雜化，若N原子成四個(gè)共價(jià)鍵，必有一個(gè)配位鍵，若還存在雙鍵，則該N原子采用sp2雜化，由圖可知，這兩種情況都存在；Fe2+的配位鍵為，故答案為：sp2、sp3，。