Question

如圖所示為血紅蛋白和肌紅蛋白的活性部分--血紅素的結構式．

回答下列問題：
（1）血紅素中含有C、H、O、N、Fe五種元素，C、N、O三種元素的第一電離能由小到大的順序是

C、O、N

，寫出基態Fe原子的核外電子排布式

[Ar]3d⁶4s²

．
（2）血紅素中N原子的雜化方式為

sp³ 、sp²

，在右圖的方框內用“→”標出Fe²⁺的配位鍵．
（3）鐵有δ、γ、α三種同素異形體，γ晶體晶胞中所含有的鐵原子數為

4

，δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數之比為

4：3

．

Answer 1

分析：（1）同一周期元素的第一電離能隨著原子序數的增大而增大，但第五主族元素的第一電離能大于第六主族元素的；根據構造原理寫出基態鐵原子核外電子排布式．
（2）根據每個N原子含有的σ 鍵個數與孤電子對數之和判斷其雜化方式；配位鍵由提供孤電子對的原子指向提供空軌道的原子．    
（3）利用均攤法計算γ晶體晶胞中所含有的鐵原子數；先判斷δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數，再計算其比值．

解答：解：（1）同一周期元素的第一電離能隨著原子序數的增大而增大，但第五主族元素的第一電離能大于第六主族元素的，所以C、N、O三種元素的第一電離能由小到大的順序是C、O、N；鐵是26號元素，其原子核外有26個電子，根據構造原理其核外電子排布式為[Ar]3d⁶4s²．
故答案為：C、O、N；[Ar]3d⁶4s²．
（2）血紅素中N原子有的含有3個σ 鍵和一個孤電子對，屬于sp³雜化；有的含有3個σ 鍵，屬于sp² 雜化方式；Fe²⁺的配位鍵為．
故答案為：sp³ 、sp²；．
（3）該晶胞中頂點上含有的原子數=

1

8

×8=1，面心上含有的原子數=

1

2

×6=3，所以一個晶胞中含有4個原子；
δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數分別是8個和6個，所以δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數之比是4：3．
故答案為：4； 4：3．

點評：本題考查了物質結構中的有關知識，難度不大，注意會運用均攤法計算晶胞中含有的原子個數，明確同一周期中元素的第一電離能的反常現象是解（1）題的關鍵．