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________，所含非金屬元素的第一電離能由大到小的順序是_________。

（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）配合物Fe(CO)x的中心原子價電子數與配體提供電子數之和為18，則x=___。Fe(CO)x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)x晶體屬于_______（填晶體類型）。

（5）血紅素是吡咯（C4H5N）的重要衍生物，血紅素（含Fe2＋）可用于治療缺鐵性貧血。吡咯和血紅素的結構如圖所示。

吡咯血紅素

①1 mol吡咯分子中所含的σ鍵總數為____個。（用NA表示阿伏加德羅常數的值）分子中的大π鍵可用表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數，n代表參與形成大π鍵的電子數，則吡咯環中的大π鍵應表示為____ 。

②血液中的O2是由血紅素在人體內形成的血紅蛋白來輸送的，則血紅蛋白中的Fe2＋與O2是通過____鍵相結合。

③血紅素中N的雜化方式為______________，請畫出血紅素中N與Fe的配位鍵_______。

Answer 1

【答案】第四周期第Ⅷ 3 [Ar]3d5（或1s22s22p63s23p63d5） N、O、H、C sp2 7∶1 5 分子晶體 10NA或6.02×1024 π65 配位 sp2 sp3

【解析】

（1）鈷的原子序數是27，位于元素周期表中第Ⅷ族，其基態原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d74s2，未成對電子的個數為3，故答案為：第四周期第Ⅷ族，3。

（2）鐵的原子序數是26，Fe2+的核外電子排布式為［Ar］3d5（或1s22s22p63s23p63d5）；尿素的結構簡式為HN2-CO-NH2，碳原子存在雙鍵，氮原子全部是單鍵，且存在孤對電子，所以分子中C、N原子的雜化方式分別是sp2、sp3。單鍵都是σ鍵，雙鍵中含有1個σ鍵和1個π鍵，則其分子中σ鍵與π鍵的數目之比為7：1。非金屬性越強電負性越大，則所含非金屬元素的電負性由大到小的順序是O、N、C、H；故答案為：[Ar]3d5（或1s22s22p63s23p63d5），N、O、H、C。

（3）尿素分子中碳原子含有3個σ鍵且不含孤電子對，所以其雜化方式為sp2，尿素分子中含有含有2個N-H單鍵，4個N-H單鍵，1個C=O雙鍵，單鍵是σ鍵，C=O雙鍵中1個鍵，1個π鍵，所以尿素分子中σ鍵與π鍵的數目之比為7：1，故答案為：sp2，7∶1。

（4）配合物Fe（CO）x的中心原子是鐵原子，其價電子數是8（價電子就是元素周期表中每種元素下邊的那個表示形式中的電子之和），每個配體提供的電子數是2，8+2x=18，x=5，分子晶體的熔沸點較低，根據題給信息知，該物質的熔沸點較低，所以為分子晶體，故答案為：5；分子晶體。

（5）①1個吡咯分子中含1個N-H鍵，二個N-C鍵，三個C-C鍵，四個C-H鍵共10個σ鍵，則1 mol吡咯分子中所含的σ鍵總數為10NA或6.02×1024個，吡咯環中的大π鍵由1個氮原子和4個碳原子組成，可表示為，故答案為：10NA或6.02×1024，。

②血液中的O2是由血紅素在人體內形成的血紅蛋白來輸送的，則血紅蛋白中的Fe2＋與O2是通過配位鍵相結合，故答案為：配位。

③根據N原子的價電子排布式2s22p3，若N原子成三個共價鍵，則N原子周圍還有一對孤對對子，即此時無配位鍵，該N原子采取sp3雜化，若N原子成四個共價鍵，必有一個配位鍵，若還存在雙鍵，則該N原子采用sp2雜化，由圖可知，這兩種情況都存在；Fe2+的配位鍵為，故答案為：sp2、sp3，。