Question

血紅蛋白是脊椎動(dòng)物血紅細(xì)胞的一種含鐵的復(fù)合變構(gòu)蛋白，如圖甲所示為血紅蛋白的活性部分-血紅素的結(jié)構(gòu)請(qǐng)依據(jù)所給信息，回答下列問(wèn)題：

（1）血紅素中含有C、H、O、N、Fe五種元素，其中N元素鈾¹⁴N與¹⁵N兩種同位素，下列說(shuō)法正確的是

 

A、等質(zhì)量的¹⁴N₂與¹⁵N₂所含的中子數(shù)之比為14：15
B、¹⁴N₂與¹⁵N₂互為同位素
C、¹⁴N與¹⁵N電子層結(jié)構(gòu)完全相同
D、原子半徑：¹⁴N小于¹⁵N
（2）血紅素中N原子的兩種雜化方式分別為

 

；
（3）C、H、N、O四種元素的電負(fù)性由小到大的順序是

 

；
（4）上述非金屬元素中最外層有2個(gè)未成對(duì)電子的元素組成的原子個(gè)數(shù)比為1：1的分子屬于

 

分子（填“極性”、“非極性”）；
（5）寫出基態(tài)Fe原子的核外電子排布式

 

，在如圖乙的方框內(nèi)用“→”標(biāo)出Fe²⁺的配位鍵；
（6）鐵有δ、γ、α三種同素異形體，γ晶體晶胞中所含有的鐵原子數(shù)為

 

，δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數(shù)之比為

 

；在δ晶胞中空間利用率為

 

，與其具有相同堆積方式的金屬還有

 

（填元素符號(hào)）．

Answer 1

考點(diǎn)：原子軌道雜化方式及雜化類型判斷,元素周期律的作用,元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用,不同晶體的結(jié)構(gòu)微粒及微粒間作用力的區(qū)別

專題：

分析：（1）A．¹⁴N₂與¹⁵N₂的中子數(shù)分別為14、16；
B．質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同的原子為同位素；
C．¹⁴N與¹⁵N的核外電子數(shù)都為7；
D．¹⁴N與¹⁵N的核外電子排布相同；
（2）根據(jù)每個(gè)N原子含有的σ 鍵個(gè)數(shù)與孤電子對(duì)數(shù)之和判斷其雜化方式；
（3）根據(jù)H的電負(fù)性最小以及同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而增大，但第五主族元素的第一電離能大于第六主族元素的；
（4）上述非金屬元素中最外層有2個(gè)未成對(duì)電子的元素組成的原子為C和O，正負(fù)電荷重心重合為非極性分子，正負(fù)電荷重心不重合為極性分子；
（5）Fe是26元素，核外電子數(shù)為26，根據(jù)核外電子排布規(guī)律書寫；配位鍵由提供孤電子對(duì)的原子指向提供空軌道的原子；
（6）利用均攤法計(jì)算γ晶體晶胞中所含有的鐵原子數(shù)；先判斷δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數(shù)，再計(jì)算其比值；體心立方堆積，空間利用率為68%，為K型，與Na、K、Fe具有相同堆積方式．

解答： 解：（1）A．¹⁴N₂與¹⁵N₂的中子數(shù)分別為14、16，所以等質(zhì)量的¹⁴N₂與¹⁵N₂所含的中子數(shù)之比為（

m

28

×14）：（

m

30

×16）=15：16，故A錯(cuò)誤；
B．¹⁴N₂與¹⁵N₂是單質(zhì)，不屬于同位素，故B錯(cuò)誤；
C．¹⁴N與¹⁵N的核外電子數(shù)都為7，電子層結(jié)構(gòu)完全相同，故C正確；
D．¹⁴N與¹⁵N的核外電子排布相同，原子半徑相同，故D錯(cuò)誤；
故選C．
（2）血紅素中N原子有的含有3個(gè)σ 鍵和一個(gè)孤電子對(duì)，屬于sp³雜化；有的含有3個(gè)σ 鍵，屬于sp² 雜化方式；
故答案為：sp²和sp³；
（3）同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而增大，但第五主族元素的第一電離能大于第六主族元素的，則有電負(fù)性C＜O＜N，H的電負(fù)性最小，所以H＜C＜O＜N；
故答案為：H＜C＜O＜N；
（4）上述非金屬元素中最外層有2個(gè)未成對(duì)電子的元素組成的原子為C和O，CO是直線形分子，分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱，但正負(fù)電荷的中心不重合，屬于極性分子；
故答案為：極性；
（5）Fe是26元素，核外電子數(shù)為26，態(tài)原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；配位鍵由提供孤電子對(duì)的原子指向提供空軌道的原子，F(xiàn)e²⁺的配位鍵為；
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；；
（6）該晶胞中頂點(diǎn)上含有的原子數(shù)=

1

8

×8=1，面心上含有的原子數(shù)=

1

2

×6=3，所以一個(gè)晶胞中含有4個(gè)原子；
δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數(shù)分別是8個(gè)和6個(gè)，所以δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數(shù)之比是4：3；δ晶胞為體心立方堆積，空間利用率為68%，為K型，與Na、K、Fe具有相同堆積方式；
故答案為：4；4：3；68%；Na、K；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)中的有關(guān)知識(shí)，涉及電負(fù)性、電負(fù)性、配位鍵、雜化方式以及晶胞的計(jì)算等問(wèn)題，題目難度較大，易錯(cuò)點(diǎn)為（6）．注意利用均攤法計(jì)算晶胞．