Question

【題目】Fe、Si金屬間化合物是近幾年研究的熱點材料，它在電子學、熱電、光電和磁學等領域有著廣泛的應用，另外鐵的配合物也有極其廣泛的用途。回答下列問題：

（1）鐵的一種配合物的化學式為[Fe(Htrz)3](ClO4)2，其中Htrz為1,2,4–三氮唑（）。

①配合物中陰離子空間構型為________，中心原子的雜化方式是________。

②Htrz分子中含σ鍵數為______個，其與Fe2+形成配位鍵的原子是_______。

③1,2,4–三氮唑與環戊二烯（）的物理性質如下：

	環戊二烯	1,2,4–三氮唑
相對分子質量	66	69
物理性質	無色液體，不溶于水，沸點為42.5℃	無色晶體，溶于水，沸點為260℃

它們的水溶性和沸點差異很大的主要原因是________________________。

（2）一種Fe、Si金屬間化合物的晶胞結構如下圖所示：

晶胞中含鐵原子為_____個，已知晶胞參數為0.564nm，阿伏加德羅常數的值為NA，則Fe、Si金屬間化合物的密度為___________g·cm–3（列出計算式）

Answer 1

【答案】正四面體型 sp3 8 N 1,2,4–三氮唑分子間、與水分子間都可以形成氫鍵 12

【解析】

根據價層電子對互斥模型分析微粒空間構型及軌道雜化類型；根據配體的結構判斷σ鍵數目；根據氫鍵對物質物理性質的影響分析；根據晶胞結構計算晶胞密度。

（1）①ClO4-的價電子對數為（7+1）/2=4，Cl原子上沒有孤電子對，空間構型為正四面體型，Cl原子采用sp3雜化；

②環上有5個σ鍵，環外有3個σ鍵，共8個σ鍵；Htrz分子中只有N原子有孤電子對，H、C無孤對電子，所以與Fe2+形成配位鍵的原子是N；

③兩者結構相似，相對分子質量非常接近，但Htrz分子中有N-H鍵，N原子半徑小，電負性大，分子間可以形成氫鍵，也可以與水分子間形成氫鍵，所以它們的水溶性和沸點差異很大的主要原因是：1,2,4–三氮唑分子間、與水分子間都可以形成氫鍵；

（2）Fe在頂點有8個，面心有6個，棱上有12個，體內有4個，體心有1個，共含8×1/8+6×1/2+12×1/4+4+1=12個，N原子有4個，晶胞的質量m=(12×56+4×28)/NAg，體積為V=（0.564×10-7）3cm3，ρ=m/V=g/cm3。