Question

【題目】(1)紅細胞中血紅素結構如圖所示，回答下列問題：

①Fe2+的軌道表示式[Ar]________。

②所含短周期元素電負性從大到小的順序是___________。

③羧基中碳原子的雜化軌道方式是______________。

④在肺部，血紅素中的Fe2+結合的水分子與氧分子交換，形成氧合血紅蛋白，經動脈運送到組織釋放出O2；然后血紅素結合組織代謝所產生的CO2，經靜脈送回肺中與水分子交換，最后將CO2排出體外，完成呼吸過程。血紅素中Fe2+與CO2中____原子以____形式結合，這種結合是可逆的，比Fe2+與N的結合弱的原因是______________。

(2)磁性氧化鐵Fe3O4含有Fe2+和Fe3+，其晶體屬于立方晶系，氧原子呈面心立方密堆積，Fe3+和一半的Fe3+隨機占據八面體空穴，電子可在Fe2+、Fe3+間迅速發生轉移，另一半Fe3+作陽離占據四面體空穴。Fe3O4是一種鹽，其真實結構可較好地表示為_________[Fe2+和Fe3+分別用Fe(II)、Fe(III)表示]；該晶體_____導電（填“能”、“不能”）；該晶體的密度為5.18g·cm-3，其晶胞中最近的兩個氧原子之間的核間距_________cm(列出計算式，不必計算最終結果）。

Answer 1

【答案】 O＞N＞C＞H sp2雜化 氧 配位鍵 氮原子的電負性小，原子半徑大，供給電子能力比氧強，易形成配位鍵 Fe(III) [Fe(II) Fe(III)O4] 能

【解析】(1)①Fe2的外圍電子為3d6，則Fe2的軌道表示式[Ar]；

②紅細胞中血紅素所含短周期元素有H、C、N、O，非金屬性越強電負性越大，則四種元素電負性從大到小的順序是O＞N＞C＞H；

③羧基中C原子價層電子對個數為3且不含孤電子對，所以C原子雜化類型是sp2；

④CO2分子中氧原子核外有孤對電子，則血紅素中Fe2+與CO2中氧原子以配位鍵形式結合，這種結合是可逆的，因氮原子的電負性小，原子半徑大，供給電子能力比氧強，易形成配位鍵，故Fe2+與O比Fe2+與N的結合弱；

(2)Fe3O4是一種鹽，其中金屬陽離子為Fe2+，酸根離子為FeO2-，可用鹽的結構形式表示為Fe(III) [Fe(II) Fe(III)O4] ；電子可在Fe2+、Fe3+間迅速發生轉移，可知該晶體能導電；設晶胞中最近的兩個氧原子之間的核間距為acm，則晶胞的體積為acm，晶胞的體積為2a3cm3，每個晶胞的質量為，晶體的密度5.18g·cm-3=（）÷2a3cm3，則a= cm。