Question

【題目】金屬鐵及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應用廣泛。

（1）Fe3+的電子排布式為___________________。已知，Fe3＋的化學性質比Fe2＋穩定，請從原子結構的角度進行解釋_____________________________________________________。

（2）Fe能與CO形成配合物Fe(CO)5，1 mol Fe(CO)5中含有________ mol σ鍵

（3）與CO互為等電子體的分子和離子分別為_______和_______(各舉一種即可，填化學式)

（4）已知某鐵晶體的晶胞結構如圖所示。

①該晶胞中含有鐵原子的數目為___________。

②若晶胞的邊長為a cm，則晶體鐵的密度為_______________________g·cm-3(用代數式表示，阿伏加德羅常數為NA)。

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5 Fe3＋的3d軌道填充了5個電子，為半充滿狀態 10 N2 CN－ 2

【解析】試題分析：本題考查離子核外電子排布式的書寫、σ鍵的計算、等電子體的書寫、晶胞的分析和計算。

（1）Fe原子核外有26個電子，基態Fe原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，Fe3+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5。Fe3+的價電子排布式為3d5，Fe2+的價電子排布式為3d6，Fe3+的3d軌道填充了5個電子，為半充滿狀態，較穩定，Fe3+的化學性質比Fe2+穩定。

（2）CO的結構式為CO，1個CO分子中含1個σ鍵，1個Fe與5個CO形成5個配位鍵，配位鍵也是σ鍵，1個Fe（CO）5中含有10個σ鍵，1molFe（CO）5中含有10molσ鍵。

（3）用替代法，與CO互為等電子體的分子為N2，離子有CN-、C22-等。

（4）①用“均攤法”，該晶胞中含有的鐵原子數：8+1=2個。

②晶胞的體積為a3cm3，1mol晶體的體積為NAcm3，1mol晶體的質量為56g，晶體鐵的密度為56g（NAcm3）=g/cm3。