Question

碳、氮，氧、氟、硫是中學常見的非金屬元素，鐵離子可與由他們組成的SCN^-、CN^-、F^-等形成很多的配合物．
（1）基態Fe原子中，電子占據的最高能層符號為

 

，該能層具有的原子軌道數為

 

、電子書數為

 

，N、O、F第一電離能由小到大的順序為

 

（填寫元素符號）．
（2）已知（CN）₂是直線型分子，并有對稱性，則（CN）₂中π鍵和σ鍵的個數比為

 

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

 

．
（3）配合物K₄[Fe（CN）₆]中不存在的作用力

 

（填序號）．
A．共價鍵 B．離子鍵 C．非極性鍵 D．配位鍵
（4）寫出一種與SCN^-互為等電子的分子

 

（用化學式表示），該分子的空間構型為

 

．
（5）F^-可以與Mg²⁺、K⁺形成一種立方晶系的離子晶體（如圖），該晶體的化學式為

 

，若晶體密度為ρg?cm^-3，則晶胞的棱長為

 

cm（用含ρ、N_A的代數式表示）．

Answer 1

考點：晶胞的計算,原子核外電子排布,判斷簡單分子或離子的構型,“等電子原理”的應用,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：化學鍵與晶體結構

分析：（1）Fe原子核外電子數為26，基態原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，F、O、N元素都是第二周期非金屬元素，同一周期元素自左而右第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子2p能級是半滿穩定狀態，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能O＜N＜F，據此解答；
（2）（CN）₂是直線型分子，并有對稱性，結構式為：N≡C-C≡N；CN^-為直線型，碳原子的雜化方式為sp，據此解答；
（3）鉀離子和六氰合鐵離子之間是離子鍵，六氰合亞鐵離子[Fe（CN）₆]^4-中Fe²⁺與CN^-形成配位鍵，CN^-中存在C≡N三鍵，為極性共價鍵，據此解答；
（4）原子總數、價電子總數相同的微粒互為等電子體，根據價層電子對互斥理論判斷分子空間構型；
（5）根據均攤法計算晶胞中F^-、Mg²⁺、K⁺離子數目確定化學式，根據ρ=

m

V

計算出晶胞的體積，再算出晶胞的邊長．

解答： 解：（1）Fe原子核外電子數為26，基態原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，電子占據的最高能層符號為N，該能層具有的原子軌道數為1+3+5+7=16、電子數為2，F、O、N元素都是第二周期非金屬元素，同一周期元素自左而右第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子2p能級是半滿穩定狀態，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能O＜N＜F，故答案為：N；16； 2；O、N、F；
（2）（CN）₂是直線型分子，并有對稱性，結構式為：N≡C-C≡N，（CN）₂中π鍵和σ鍵的個數比為4：3，CN^-為直線型，碳原子的雜化方式為sp，故答案為：4：3；sp；
（3）鉀離子和六氰合鐵離子之間是離子鍵，六氰合亞鐵離子[Fe（CN）₆]^4-中Fe²⁺與CN^-形成配位鍵，CN^-中存在C≡N三鍵，為極性共價鍵，不存在非極性共價鍵，故選C；
（4）原子總數、價電子總數相同的微粒互為等電子體，與SCN^-互為等電子體的分子為CS₂或CO₂，其中心原子的價電子對數為

4+0

2

=2，無孤對電子，所以分子空間構型為直線型，故答案為：CS₂或CO₂；直線形；
（5）晶胞中F^-離子數目=12×

1

4

=3、Mg²⁺離子數目=8×

1

8

=1、K⁺離子數目=1，故該晶體化學式為：KMg，F₃，設晶胞的邊長為a，則有ρ=

39+24+19×3 NA

a3

，所以a=

3	120 ρNA

，故答案為：KMgF₃；

3	120 ρNA

；

點評：本題主要考查了原子雜化軌道、配合物的結構、分子離子的空間構型、等電子體、晶胞的計算，綜合性較強，有一定的難度．