Question

【題目】鋼是現代社會的物質基礎，鋼中除含有鐵外還含有碳和少量不可避免的鈷、硅、錳、磷、硫等元素。請回答下列有關問題：

(1)基態Mn原子的價電子排布式為___________。Mn2+與Fe2+中，第一電離能較大的是__________，判斷的理由是_____________________________________。

(2)碳元素除可形成常見的氧化物CO、CO2外，還可形成C2O3(結構式為)。C2O3中碳原子的雜化軌道類型為___________，CO2分子的立體構型為___________。

(3)酞菁鈷分子的結構簡式如圖所示，分子中與鈷原子通過配位鍵結合的氮原子的編號是______(填“1” “2” “3”或“4”)其中C、H、O元素電負性由大到小的順序是_________________________

(4)碳酸鹽的熱分解是由于晶體中的陽離子結合碳酸根中的氧離子，是碳酸根分解為CO2分子的結果。MgCO3分解溫度低于CaCO3，請解釋原因_________________________。

(5)氧化亞鐵晶胞與NaCl的相似，NaCl的晶胞如圖所示。由于晶體缺陷，某氧化亞鐵晶體的實際組成為Fe0.9O，其中包含有Fe2+和Fe3+，晶胞邊長為apm，該晶體的密度為ρg·cm－3，則a=___________(列出計算式即可，用NA表示阿伏加德羅常數的值)。

Answer 1

【答案】3d54s2 Mn2+ Mn2+價層電子排布為3d5，3d能級半充滿，更穩定 sp2 直線型 2,4 O>C>H 半徑Mg2+<Ca2+，MgO晶格能大于CaO， Mg2+更易結合碳酸根中的氧離子，故MgCO3更易分解

【解析】

（1）Mn位于第四周期ⅦB，其價電子包括最外層電子和次外層的d能級，即Mn的價電子排布式為3d54s2；Mn2＋價電子排布式為3d5，Fe2＋價電子排布式為3d6，Mn2＋價層電子排布中3d能級半充滿，更穩定，因此第一電離能較大的是Mn2＋；

（2）根據C2O3的結構式，C有3個σ鍵，無孤電子對，因此C的雜化類型為sp2；CO2中C有2個σ鍵，孤電子對數為(4－2×2)/2=0，即CO2雜化類型為sp，CO2空間構型為直線型；

（3）N形成3個共價鍵達到飽和，若N有4個化學鍵，其中有一個是配位鍵，根據結構簡式，2，4含有配位鍵，非金屬性O>C>H，則C、H、O的電負性大小順序是O>C>H；

（4）MgCO3和CaCO3都屬于離子晶體，受熱分解后生成MgO和CaO，也都屬于離子晶體，MgCO3分解溫度低于CaCO3，應從晶格能的角度分析，原因是半徑Mg2＋<Ca2＋，MgO晶格能大于CaO， Mg2＋更易結合碳酸根中的氧離子，故MgCO3更易分解；

（5）根據氯化鈉晶胞，NaCl的晶胞中有4個“NaCl”，Fe0.9O晶胞與NaCl晶胞的相似，因此該晶體中有4個“Fe0.9O”，晶胞的質量為，晶胞的體積(a×10－10)cm3，根據密度的定義，ρ=，得出a=。