Question

【題目】鐵和鈷是兩種重要的過渡元素。

（1）鈷位于元素周期表得第_____________族，其基態原子中未成對電子的個數為______。

（2）[Fe(H2NCONH2)]6(NO3)3的名稱是三硝酸六尿素合鐵（Ⅲ），是一種重要的配合物。該化合物中Fe3+的核外電子排布式為____________________，所含非金屬元素的電負性由大到小的順序是____________________。

（3）尿素分子中、碳原子為________雜化，分子中σ鍵與π鍵的數目之比為____________________。

（4）FeO晶體與NaCl晶體結構相似，比較FeO與NaCl的晶格能大小，還需要知道的數據是______。

（5）Co(NH3)5BrSO4可形成兩種鈷的配合物，結構分別為[Co(NH3)5Br]SO4和[Co(SO4)(NH3)5]Br。已知Co3＋的配位數是6，為確定鈷的配合物的結構，現對兩種配合物進行如下實驗：在第一種配合物溶液中加硝酸銀溶液產生白色沉淀，在第二種配合物溶液中加入硝酸銀溶液產生淡黃色沉淀。則第二種配合物的配體為____________________。

（6）奧氏體是碳溶解在γ－Fe中形成的一種間隙固溶體，無磁性，其晶胞為面心立方結構，如下圖所示，則該物質的化學式為____________________。若晶體密度為dg·cm3，則晶胞中最近的兩個碳原子的距離為____________________pm（阿伏伽德羅常數的值用NA表示，寫出簡化后的計算式即可）。

Answer 1

【答案】Ⅷ3[Ar]3d5（或1s22s22p63s23p63d5）O、N、C、Hsp27∶1離子半徑大小SO42-、NH3FeC×3×1010

【解析】（1）鈷的核電荷數為27，位于元素周期表的第四周期第Ⅷ 族，其基態原子的電子排布式為[Ar]3d74s2，可知未成對電子的個數為3；

（2）基態Fe的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，則Fe3+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5（或[Ar]3d5），通常元素的非金屬性越大，電負性越大，則所含非金屬元素C、N、O、H中O的非金屬性最強，H最弱，四者的電負性由大到小的順序是O、N、C、H；

（3）由尿素分子的結構式可知，尿素分子中C原子成2個C-N鍵、1個C=O鍵，沒有孤對電子，雜化軌道數目為3，C原子采取sp2雜化；分子中σ鍵數目為7，π鍵的數目為1，二者數目之比為7∶1；

（4）晶格能的主要影響因素是離子電荷、離子半徑及離子構型，FeO與NaCl的晶體構型相似，離子電荷電荷也已知，還需要離子半徑大小才能比較晶格能大小；

（5）由[Co(NH3)5Br]SO4可知，硫酸根離子為配合物的外界，在水溶液中以離子形式存在，所以會與鋇離子結合成白色沉淀；另一種加入AgNO3溶液時，會產生淡黃色沉淀溴化銀，說明溴離子為配合物的外界，則第二種配合物為[Co(SO4)(NH3)5]Br，其配體為SO42-、NH3；

（6）晶胞中Fe原子的個數為8×+6× =4，碳原子數為12× +1=4，Fe和C的原子數目比為1:1，則該物質的化學式為FeC；一個晶胞中含有4個FeC，設晶胞中最近的兩個碳原子的距離為xcm，則晶胞的邊長為xcm，晶胞的體積為(x)3cm3，晶胞的密度為dg·cm-3=(68×4g)÷[(x)3cm3×NA]，解得x= cm=×1010pm。