Question

【題目】在晶體中，微觀粒子是有規(guī)律排布的。而實(shí)際上的晶體與理想結(jié)構(gòu)或多或少會(huì)產(chǎn)生偏離，這種偏離稱為晶體的缺陷。由于晶體缺陷，氧化鐵FexO中的x常常不確定。

(1)請(qǐng)寫出鐵原子基態(tài)電子排布式___________________。

(2)Fe2+與Fe3+相比，較穩(wěn)定的是___________，請(qǐng)從二者結(jié)構(gòu)上加以解釋_______________。

(3)硫氰根離子和異硫氰根離子都可用SCN-表示，碳原子都處于中央，則碳原子的軌道雜化類型為____________________。其中異硫氰根離子與CO2是等電子體，異硫氰根離子的電子式為________________。Fe3+與SCN-可以形成配位數(shù)的配離子，若Fe3+與SCN-以個(gè)數(shù)比1：5配合，則FeCl3與KSCN在水溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式可以表示為_____________。

(4)如圖：鐵有、、三種同素異形體，三種晶體在不同溫度下能發(fā)生轉(zhuǎn)化。

請(qǐng)問：、、這三種晶胞的棱長之比為：___________。

Answer 1

【答案】[Ar]3d64s2 Fe3+ Fe3+的電子排布式為[Ar]3d5，Fe2+的電子排布式為[Ar]3d6，Fe3+的3d能級(jí)處于半充滿狀態(tài)，是一種較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu) sp FeCl3+5KSCN＝K2[Fe(SCN)5]+3KCl 2：3：3

【解析】

(1)根據(jù)構(gòu)造原理，書寫Fe原子核外電子排布式；

(2)原子核外各個(gè)軌道電子數(shù)處于全滿、半滿或全空時(shí)是穩(wěn)定狀態(tài)；

(3)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)理論分析C原子雜化方式；根據(jù)等電子體結(jié)構(gòu)相似書寫異硫氰根離子的電子式；

(4)根據(jù)各自結(jié)構(gòu)的相對(duì)位置分析計(jì)算。

(1)Fe是26號(hào)元素，原子核外有26個(gè)電子，根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知鐵原子基態(tài)電子排布式為[Ar]3d64s2；

(2)Fe3+的電子排布式為[Ar]3d5，Fe2+的電子排布式為[Ar]3d6，Fe3+的3d能級(jí)處于半充滿狀態(tài)，是一種較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，所以Fe3+比Fe2+穩(wěn)定；

(3)SCN-中碳原子都處于中央，碳周圍有兩個(gè)鍵，沒有孤電子對(duì)，所以碳原子按sp方式雜化，互為等電子體的粒子結(jié)構(gòu)相似，所以根據(jù)CO2分子的結(jié)構(gòu)可判斷異硫氰根離子的電子式為，FeCl3與KSCN在水溶液按1：5反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為FeCl3+5KSCN＝K2[Fe(SCN)5]+3KCl；

(4)設(shè)鐵原子半徑為a，根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖，晶體中晶胞的棱長為，γ晶體中晶胞的棱長為，晶體中晶胞的棱長為2a，所以三種晶胞的棱長之比為2：3：3。