Question

（2012?保定一模）【化學一物質結構與性質】
過渡元素及其化合物的應用研究是目前科學研究的前沿之一．
錳、鐵均為過渡元素，兩元素的部分電離能數據見下表：

元素		X	Y
電離能/kJ?mol-1	I1	762	717
	I2	1561	1509
	I3	2957	3248

請回答下列問題：
（1）X元素價電子層的電子排布式為

3d⁶4s²

，Y元素在元素周期表中的位置是

第四周期第ⅦB族

．
（2）結合表中的數據，簡述如何判斷Y元素

比較X和Y兩元素的I₂和I₃可知，Y²⁺再失去一個電子比X²⁺要難，根據Mn²⁺和Fe²⁺的電子排布式可知Mn²⁺比Fe²⁺更穩定，I₃值較大的就是Mn

．
（3）鐵原子或離子與某些分子或離子能形成配合物，這是由于鐵原子或離子的結構特征是

鐵原子或離子外圍有較多能量相近的空軌道

．
（4）六氰合亞鐵離子（[Fe（CN）₆]）^4-中的配體CN^-中C原子的雜化軌道類型是

sp

，寫出一種與CN-互為等電子體的單質分子的結構式

N≡N

．
（5）已知MnO與FeO晶體結構類型與NaCl相同，Mn²⁺與Fe²⁺的半徑分別為85pm和78pm，則MnO晶體的熔點

低于

 （填“高于”或“低于”＞FeO晶體的熔點．

Answer 1

分析：（1）根據電離能知，Y²⁺再失去一個電子比X²⁺要難，根據Mn²⁺和Fe²⁺的電子排布式可知Mn²⁺比Fe²⁺更穩定，所以X為Fe元素，Y為Mn元素，根據構造原理書寫Fe元素價電子層的電子排布式；根據Y的電子層數及價電子數確定在周期表中的位置，電子層數等于周期數；
（2）根據電離能及電子排布式判斷；
（3）含有孤電子對和含有空軌道的原子、離子能形成配位鍵；
（4）根據價層電子對互斥理論確定雜化方式；原子個數相等價電子數相等的微粒為等電子體；
（5）離子晶體的熔點與晶格能成正比，晶格能與離子半徑成反比．

解答：解：（1）根據電離能知，Y²⁺再失去一個電子比X²⁺要難，根據Mn²⁺和Fe²⁺的電子排布式可知Mn²⁺比Fe²⁺更穩定，所以X為Fe元素，Y為Mn元素，根據構造原理知，Fe原子的價電子排布式為3d⁶4s²，Mn原子核外有4個電子層，價電子排布式為3d⁵4s²，所以Mn元素位于第四周期第ⅦB族，
故答案為：3d⁶4s²；第四周期ⅦB族；
（2）比較X和Y兩元素的I₂和I₃可知，Y²⁺再失去一個電子比X²⁺要難，根據Mn²⁺和Fe²⁺的電子排布式可知Mn²⁺比Fe²⁺更穩定，I₃值較大的就是Mn，
故答案為：比較X和Y兩元素的I₂和I₃可知，Y²⁺再失去一個電子比X²⁺要難，根據Mn²⁺和Fe²⁺的電子排布式可知Mn²⁺比Fe²⁺更穩定，I₃值較大的就是Mn；
（3）含有孤電子對和含有空軌道的原子、離子能形成配位鍵，鐵原子或離子外圍有較多能量相近的空軌道，所以能和其它原子形成配位鍵，
故答案為：鐵原子或離子外圍有較多能量相近的空軌道；
（4）CN^-中C原子與N原子鍵以三鍵連接，三鍵中有1個δ鍵、2個π鍵，C原子還有一對孤對電子，雜化軌道數2，C原子采取sp雜化．
CN^-含有2個原子，價電子總數為4+5+1=10，故其等電子體為氮氣分子等，結構式為N≡N．
故答案為：sp；N≡N
（5）離子晶體的熔點與晶格能成正比，晶格能與離子半徑成反比，Mn²⁺與Fe²⁺的半徑分別為85pm和78pm，Mn²⁺的比較大于Fe²⁺的半徑，所以氧化亞鐵的晶格能大于氧化錳，所以氧化錳的熔點低于氧化亞鐵，
故答案為：低于．

點評：本題考查了價電子排布式的書寫、雜化方式的判斷等知識點，難點是價電子的判斷、價層電子對個數的計算，明確晶格能大小的影響因素，難度不大．