Question

【題目】

（1）氯化鐵溶液用于檢驗食用香精乙酰乙酯時，會生成紫色配合物，其配離子結構如圖所示。

①此配合物中，基態鐵離子的價電子排布式為________________。

②此配合物中碳原子的雜化軌道類型有________________。

③此配離子中含有的化學鍵有____________（填字母）。

A. 離子鍵 B. 金屬鍵 C. 極性鍵 D. 非極性鍵 E. 配位鍵 F. 氫鍵 G.σ鍵 H. π鍵

④氯化鐵在常溫下是固體，熔點為 306℃，沸點為 315℃，在 300℃以上升華，易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有機溶劑。據此判斷氯化鐵的晶體類型為________________。

（2）基態 A 原子的價電子排布式為 3s23p5，銅與A 形成化合物的晶胞如圖所示（黑球代表銅原子）。

①該化合物的化學式為________________，A原子的配位數是______________。

②該化合物難溶于水，但易溶于氨水，其原因可能是________________；與NH3 互為等電子體的分子有________________（寫化學式，一種即可）。 NH3 的鍵角大于H2O的鍵角的主要原因是_______________________。

③已知該化合物晶體的密度為ρg·cm-3，阿伏加德羅常數的值為 NA，則該晶體中 Cu 原子和A 原子之間的最短距離為________________pm（列出計算表達式即可）。

Answer 1

【答案】 3d5 sp2、 sp3 CDEGH 分子晶體 CuCl 4 Cu+可與氨形成易溶于水的配位化合物 PH3 NH3、 H2O 分子中 N、 O 原子的孤電子對數分別是 1、2，孤電子對數越多，對成鍵電子對的排斥力越強，鍵角越小。

【解析】(1)①鐵元素是26號元素，鐵原子核外有26個電子，根據構造原理知其基態原子核外電子排布式，鐵原子失去3個電子變為鐵離子，鐵離子核外有23個電子，3d電子為其價電子，鐵離子3d能級上有5個電子，4s能級上沒有電子，所以其價電子排布式為：3d5，故答案為：3d5；

②該化合物中連接雙鍵的碳原子含有3個σ鍵，為sp2雜化，連接4個σ鍵的碳原子采用sp3雜化，故答案為：sp2、sp3；

③同種非金屬元素之間存在非極性鍵，不同非金屬元素之間存在極性鍵，含有孤電子對和含有空軌道的原子之間存在配位鍵，共價單鍵為σ鍵，共價雙鍵中含有一個σ鍵一個π鍵，所以該化合物中碳碳原子之間存在非極性共價鍵，碳和氧原子或氫原子之間存在極性共價鍵，鐵離子和氧原子之間存在配位鍵，氫原子和氧原子之間還存在氫鍵，則該化合物中含有配位鍵、極性鍵、非極性鍵、氫鍵、σ鍵和π鍵，但氫鍵不是化學鍵，故選CDEGH；

④三氯化鐵，其熔點：282℃，沸點315℃，在300℃以上升華．易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有機溶劑．符號分子晶體的特征，故為三氯化鐵分子晶體，故答案為：分子晶體；

(2)根據價電子排布式判斷出A原子為Cl原子；

①由晶胞結構可知，Cu原子處于晶胞內部，晶胞中含有4個Cu原子，Cl原子屬于頂點與面心上，晶胞中含有Cl原子數目為8×+6×=4，故化學式為CuCl，根據圖示，銅原子周圍有4個氯原子距離相等，且最小，即銅原子的配位數為4，則氯原子的配位數也是4，故答案為：CuCl；4；

②Cu+可與氨形成易溶于水的配位化合物，所以CuCl難溶于水但易溶于氨水；該化合物中Cu+被氧化為Cu2+；與NH3 互為等電子體的分子有PH3等；NH3、 H2O 分子中 N、 O 原子的孤電子對數分別是 1、2，孤電子對數越多，對成鍵電子對的排斥力越強，鍵角越小，使得NH3 的鍵角大于H2O的鍵角，故答案為：Cu+可與氨形成易溶于水的配位化合物；PH3；NH3、 H2O 分子中 N、 O 原子的孤電子對數分別是 1、2，孤電子對數越多，對成鍵電子對的排斥力越強，鍵角越小；

③1mol晶胞的質量為4×99.5g，1mol晶胞的體積為cm3，則晶胞的邊長為cm，根據晶胞的結構可知，銅原子和M原子之間的最短距離為立方體體對角線的，而體對角線為晶胞邊長的倍，所以銅原子和M原子之間的最短距離為×cm=××1010pm，故答案為：××1010。