Question

【題目】鐵、鋁、銅三種金屬元素在日常生活中的應用最為廣泛。回答下列問題：

(1)基態Fe原子的簡化電子排布式為__________。

(2)常溫下，Fe(CO)5為黃色液體，易溶于非極性溶劑。寫出CO的電子式_________；Fe(CO)5分子中σ鍵與π鍵之比為_______。

(3)硝酸銅溶于氨水形成[Cu(NH3)4](NO3)2的深藍色溶液。

①[Cu(NH3)4](NO3)2中陰離子的立體構型是_______。NO3-中心原子的軌道雜化類型為________。

②與NH3互為等電子體的一種陰離子為_______(填化學式)；氨氣在一定的壓強下，測得的密度比該壓強下理論密度略大，請解釋原因________。

(4)金屬晶體可看成金屬原子在三維空間中堆積而成，單質鋁中鋁原子采用銅型模式堆積，原子空間利用率為74%，則鋁原子的配位數為________________。

(5)鐵和硫形成的某種晶胞結構如圖所示，晶胞參數a＝xpm，則該物質的化學式為_______；A原子距離B原子所在立方體側面的最短距離為______pm(用x表示)；該晶胞的密度為____g·cm-3。(阿伏加德羅常數用NA表示)

Answer 1

【答案】[Ar] 3d64s2 1:1 平面三角形 sp2 CH3－ NH3通過氫鍵形成“締合”分子，分子間作用力增強，分子間距離減小，導致密度反常增大 12 FeS 0.25x

【解析】

(1)基態Fe原子的簡化電子排布式結合電子排布規律，按要求書寫；

(2) 應用等電子體原理書寫一氧化碳電子式；求出Fe(CO)5分子中σ鍵與π鍵，即可求比值；

(3)①通過價層電子對互斥理論，求出價電子對數即可知道[Cu(NH3)4](NO3)2中陰離子的立體構型以及NO3-中心原子的軌道雜化類型；

②應用等電子體原理，找出與NH3互為等電子體的一種陰離子；氨氣在一定的壓強下，測得的密度比該壓強下理論密度略大，結合密度的定義，以及氨氣的結構特點來分析；

(4)單質鋁中鋁原子采用銅型模式堆積，從銅型模式堆積的結構特點找出鋁原子的配位數；

(5)已知鐵和硫形成的某種晶胞結構，用均攤法計算晶胞內原子的數目，從而求出該物質的化學式，結合A原子的位置，從而確定A距離B原子所在立方體側面的最短距離；該晶胞的密度可以通過計算該晶胞的質量以及晶胞的體積求得；

(1) Fe原子序數為26，按電子排布規律，基態Fe原子的簡化電子排布式為[Ar] 3d64s2；

答案為：[Ar] 3d64s2 ；

(2) 氮氣和一氧化碳為等電子體，故它們的結構相似、電子式相似，一氧化碳電子式為 ； Fe(CO)5分子中σ鍵與π鍵均為10個，即可求比值為1:1；

答案為： ； 1:1 ；

(3)①通過價層電子對互斥理論，求出NO3-價電子對數為 ，即可知道[Cu(NH3)4](NO3)2中陰離子NO3-的立體構型為平面三角形，NO3-中心原子的軌道雜化類型sp2；

答案為：平面三角形；sp2 ；

②應用等電子體原理，找出與NH3互為等電子體的一種陰離子，應具有相同價電子數和原子數，CH3－滿足條件；

答案為：CH3－；

NH3通過氫鍵形成“締合”分子，分子間作用力增強，分子間距離減小，故體積偏小質量偏大，導致在一定的壓強下氨氣密度反常增大；

答案為：NH3通過氫鍵形成“締合”分子，分子間作用力增強，分子間距離減小，導致密度反常增大；

(4)單質鋁中鋁原子采用銅型模式堆積，即為面心立方堆積結構，則鋁原子的配位數為12；

答案為：12 ；

(5)已知鐵和硫形成的某種晶胞結構，鐵原子在晶胞內，有4個，硫原子在頂點和面心，用均攤法計算晶胞內S原子的數目= ，鐵硫原子數目比1:1，從而求出該物質的化學式為FeS；

答案為：FeS；

根據晶胞示意圖，A原子位于小立方體的中心，把晶胞均分為八個小立方體，它距離B原子所在立方體側面的最短距離為晶胞邊長的四分之一，則A原子距離B原子所在立方體側面的最短距離為0.25x；

答案為：0.25x；

該晶胞的密度 ，即密度為g·cm-3；

答案為：。