Question

【題目】(1)Fe(CO)5中鐵的化合價為0，寫出鐵原子的簡化的基態電子排布式______，Fe在周期表中第______周期______族，屬于_______區。

(2)已知Fe(CO)5常溫下呈液態，熔點為﹣20.5 ℃，沸點為103 ℃，易溶于非極性溶劑，據此可判斷Fe(CO)5晶體為________（填晶體類型）。

(3)金屬鐵單質的晶體在不同溫度下有兩種堆積方式，晶胞分別如下圖所示。

體心立方晶胞和面心立方晶胞中實際含有的鐵原子個數之比為________；Fe原子配位數之比為____。若兩種晶體中最鄰近的鐵原子間距離相同，則體心立方晶胞和面心立方晶胞密度之比為_______。

(4)已知：Y原子最高價氧化物對應水化物的酸性最強。銅與Y形成化合物的晶胞如圖所示(黑點代表銅原子，空心圓代表Y原子)。

①該晶體的化學式為________。（用元素符號表示）

②已知該晶體的密度為ρ g/cm3，阿伏加德羅常數為NA，則該晶胞邊長為______nm(只寫計算式)。

Answer 1

【答案】[Ar]3d64s2 四 Ⅷ d 分子 1：2 2：3 ：8 CuCl ×107

【解析】

(1)Fe的原子序數為26，利用電子排布規律來書寫電子排布式；

(2) Fe(CO)5常溫下呈液態，熔沸點較低，應為分子晶體；

(3)根據均攤法計算晶胞中Fe元素數目計算；

(4)①Y原子最高價氧化物對應水化物的酸性最強，則Y為Cl，均攤法計算晶胞中Cu、Cl原子數目確定化學式；

②黑色球連接周圍的4個白色球形成正四面體結構，黑色球位于正四面體的中心，黑色球與晶胞頂點白色球連線處于晶胞體對角線上，且二者之間距離為體對角線長度的，而晶胞體對角線長度為晶胞棱長的倍，結合晶胞中Cu、Cl原子數目表示出晶胞的質量，而晶胞質量也等于晶胞體積與晶體密度乘積，聯立計算。

(1)Fe的原子序數為26，則基態電子排布式為[Ar]3d64s2，Fe原子核外各個電子層具有的電子數為2、8、14、2，可見在周期表中第四周期第VIII族，屬于d區。

(2)Fe(CO)5常溫下呈液態，熔沸點較低，易溶于非極性溶劑，應為分子晶體；

(3)體心立方晶胞中含有的Fe原子數為=2；面心立方晶胞中含有的鐵原子個數=4；所以二者含有的Fe原子個數之比為2：4=1：2；

體心立方晶胞中Fe原子配位數是8，而面心立方晶胞中Fe原子配位數是=12，所以二者Fe原子的配位數的比是8：12=2：3；

若兩種晶體中最鄰近的鐵原子間距離相同，假設Fe原子半徑為R，體心立方晶胞參數為R1，根據原子的相對位置可得R1=4R，R1=；由于體心立方晶胞中含有2個Fe原子，則體心立方晶胞的密度為=；假設面心立方晶胞參數為R2，根據原子的相對位置可得R2=4R，R2=，由于面心立方晶胞中含有4個Fe原子，所以其密度=，則：8。

(4)①Y原子最高價氧化物對應水化物的酸性最強，則Y為Cl，晶胞中Cu原子數目=4、Cl原子數目=8×=4，Cu、Cl原子數目之比為1：1，所以該晶體的化學式為CuCl；

②晶胞棱長為Lpm，由于一個晶胞中含有4個CuCl，根據晶胞密度公式，及L3=V可得晶胞參數L==×1017nm。