Question

【題目】Fe、Ni均為Ⅷ族元素，與C、N、O、P等組成的化合物有廣泛的用途。回答下列問題：

(1)基態Ni2+的價層電子軌道表達式為________，C、N、O的第一電離能從小到大的順序為________。

(2)N、P可形成一些復雜離子，如(CH3)3NH＋、NO2+、PCl6－等。

①(CH3)3NH＋ 中N原子的雜化類型為___，NO2+的空間構型為______________。

②PCl5是一種白色固體，在加壓下于148℃時液化，形成一種能導電的熔體。熔體能導電的原因是___________。

(3)Fe、Ni易與CO形成配合物，Fe(CO)5中σ鍵與π鍵個數比為______，Ni(CO)4熔點－25℃，沸點43℃，不溶于水，溶于乙醇、苯等有機溶劑，Ni(CO)4為______晶體。

(4)FeO、NiO的晶體類型與結構和NaCl相同。

① 熔點FeO_____NiO(填“>”、“<”或“=”)。

② FeO 晶胞如下圖，Fe2+的配位數為_______。

③ FeO在氧氣中加熱，部分Fe2+被氧化為Fe3+，晶體結構產生鐵離子缺位的缺陷，其組成變為FexO(x＜1)，測得晶胞邊長為a cm，密度為g·cm－3，則x＝_______。

Answer 1

【答案】 C<O<N sp3 直線型 P可形成一些復雜離子如PCl6－，PCl5熔體中含有可自由移動的離子PCl4+和PCl6－ 1:1 分子晶體 ＜ 6

【解析】

(1)鎳為28號元素，據此書寫基態Ni2+的價層電子軌道表達式；同一周期，從左到右，元素的第一電離能逐漸增大，但第ⅡA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，據此分析判斷C、N、O的第一電離能的大小；

(2)①(CH3)3NH＋中N原子形成4個σ鍵，沒有孤電子對；NO2+中N原子形成2個σ鍵，孤電子對數==0；②根據題干信息，P可形成一些復雜離子如PCl6－，據此分析解答；

(3)Fe(CO)5中存在5個配位鍵和5個C≡O，據此計算σ鍵與π鍵個數比；根據Ni(CO)4的性質分析判斷晶體類型；

(4)① 鐵原子半徑比鎳大，據此判斷晶格能FeO與NiO的大小，再判斷熔點；②根據FeO 晶胞圖，亞鐵離子位于頂點和面心，氧離子位于體心和棱的中點，分析判斷Fe2+的配位數；

③FeO的晶體結構與氯化鈉的晶體結構相同，晶胞中含4個FexO，根據晶胞的密度=分析解答。

(1)鎳為28號元素，基態Ni2+的價層電子軌道表達式為；同一周期，從左到右，元素的第一電離能逐漸增大，但第ⅡA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，C、N、O的第一電離能從小到大的順序為C<O<N，故答案為：；C<O<N；

(2)①(CH3)3NH＋中N原子形成4個σ鍵，沒有孤電子對，雜化類型為sp3，NO2+中N原子形成2個σ鍵，孤電子對數==0，雜化類型為sp，空間構型為直線型，故答案為：sp3；直線型；

②PCl5是一種白色固體，在加壓下于148℃時液化，形成一種能導電的熔體，根據題干信息，P可形成一些復雜離子如PCl6－，因此PCl5熔體中含有可自由移動的離子PCl4+和PCl6－，使得熔體能導電，故答案為： P可形成一些復雜離子如PCl6－，PCl5熔體中含有可自由移動的離子PCl4+和PCl6－；

(3)Fe(CO)5中存在5個配位鍵和5個C≡O，因此σ鍵與π鍵個數比為(5+5):(5×2)=1:1；Ni(CO)4熔點－25℃，沸點43℃，不溶于水，溶于乙醇、苯等有機溶劑，符合分子晶體的性質，因此Ni(CO)4為分子晶體，故答案為：1:1；分子晶體；

(4)① 鐵原子半徑比鎳大，使得FeO中原子間距離大于NiO，晶格能FeO＜NiO，熔點FeO＜NiO，故答案為：＜；

② 根據FeO 晶胞圖，亞鐵離子位于頂點和面心，氧離子位于體心和棱的中點，Fe2+的配位數為6，故答案為：6；

③FeO的晶體結構與氯化鈉的晶體結構相同，晶胞中含4個FexO，則摩爾質量M=(56x+16)g/mol，FexO的晶胞邊長為a cm，密度為g·cm－3，則g·cm－3==g·cm－3，因此56x+16=，x=，故答案為：。