Question

18．由C、N、O、Na、Fe五種元素組成的配合物Na₂[Fe（CN）₅（NO）]可用于治療高血壓急癥．
（1）對(duì)該配合物的組成和結(jié)構(gòu)分析如下：
①中心離子的價(jià)電子排布圖為，未成對(duì)電子數(shù)為5．
②不存在的作用力是be（填標(biāo)號(hào)）．
a．離子鍵  b．金屬鍵  c．配位鍵  d．極性共價(jià)鍵  e．分子間作用力
③三種非金屬元素的第一電離能從小到大的順序?yàn)镃＜O＜N，由其中兩種元素組合可構(gòu)成原子個(gè)數(shù)比為1：3的常見微粒，則該微粒的空間構(gòu)型為平面三角形．
④與CN ^-互為等電子體的單質(zhì)的結(jié)構(gòu)式為N≡N，該單質(zhì)中原子的雜化方式為sp．
（2）鎳與鐵同族．鎳粉在CO氣流中輕微加熱，生成無色揮發(fā)性液態(tài)物質(zhì)Ni（CO）₄，推測Ni（CO）₄的晶體類型為分子晶體．已知構(gòu)成該晶體微粒的空間構(gòu)型為正四面體，則Ni（CO）₄易溶于bc（填標(biāo)號(hào)）中．
a．水    b．四氯化碳    c．苯    d．硫酸鎳溶液
（3）NaCl的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖，NaCN的晶胞結(jié)構(gòu)與其相似．已知NaCN晶體的密度為ρ g．cm^-3，阿伏加德羅常數(shù)為N_A，求晶胞邊長a=$\root{3}{\frac{196}{ρ{N}_{A}}}$ cm．

Answer 1

分析 （1）①配合物Na₂[Fe（CN）₅（NO）]的中心離子為鐵離子，鐵離子的價(jià)層電子排布為3d⁵；
②配合物Na₂[Fe（CN）₅（NO）]中內(nèi)界與外界之間是離子鍵，配體與中心離子間是配位鍵，配體內(nèi)部碳氮之間及氮氧之間是極性共價(jià)鍵；
③同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，氮元素原子2p軌道為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素的；
由C、N、O中兩種元素組合可構(gòu)成原子個(gè)數(shù)比為1：3的常見微粒為NO₃^-；
④CN^-含有2個(gè)原子、價(jià)電子總數(shù)為10，與CN^-互為等電子體的單質(zhì)為N₂，N₂分子中N原子形成一個(gè)σ鍵、含有1對(duì)孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)為2；
（2）Ni（CO）₄為無色揮發(fā)性液態(tài)物質(zhì)，熔沸點(diǎn)低，屬于分子晶體；根據(jù)相似相溶原理分析溶解性；
（3）根據(jù)NaCl的晶胞結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)晶胞中含有4個(gè)鈉離子和4個(gè)氯離子，所以NaCN的晶胞也含有4個(gè)鈉離子和4個(gè)氰根離子，表示出晶胞質(zhì)量，結(jié)合m=ρV計(jì)算晶胞的體積，進(jìn)而計(jì)算晶胞的邊長．

解答 解：（1）①配合物Na₂[Fe（CN）₅（NO）]的中心離子為鐵離子，鐵離子的價(jià)層電子排布為3d⁵，價(jià)電子排布圖為，有5個(gè)未成對(duì)的電子，
故答案為：；5；
②配合物Na₂[Fe（CN）₅（NO）]中內(nèi)界與外界之間是離子鍵，配體與中心離子間是配位鍵，配體內(nèi)部碳氮之間及氮氧之間是極性共價(jià)鍵，不存在的是金屬鍵和分子間作用力，
故選：be；
③同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，氮元素原子2p軌道為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素的，所以其第一電離能大小順序是C＜O＜N，
由C、N、O中兩種元素組合可構(gòu)成原子個(gè)數(shù)比為1：3的常見微粒為NO₃^-，N原子孤電子對(duì)數(shù)為$\frac{5+1-2×3}{2}$=0，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3+0=3，故空間構(gòu)型為平面三角形，
故答案為：C＜O＜N；平面三角形；
④CN^-含有2個(gè)原子、價(jià)電子總數(shù)為10，與CN^-互為等電子體的單質(zhì)為N₂，N₂的結(jié)構(gòu)式為N≡N，N₂分子中N原子形成一個(gè)σ鍵、含有1對(duì)孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)為2，所以雜化方式為sp雜化，
故答案為：N≡N；sp；
（2）Ni（CO）₄為無色揮發(fā)性液態(tài)物質(zhì)，熔沸點(diǎn)低，屬于分子晶體，呈正四面體構(gòu)型，是對(duì)稱結(jié)構(gòu)，所以是非極性物質(zhì)，根據(jù)相似相溶原理知，Ni（CO）₄ 易溶于非極性溶劑，苯、四氯化碳是非極性物質(zhì)，所以Ni（CO）₄ 易溶于苯、四氯化碳，故選bc，
故答案為：分子晶體；bc；
（3）根據(jù)NaCl的晶胞結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)晶胞中含有4個(gè)鈉離子和4個(gè)氯離子，所以NaCN的晶胞也含有4個(gè)鈉離子和4個(gè)氰根離子，則晶胞質(zhì)量為$\frac{4×49}{{N}_{A}}$g，晶體的密度為ρ g．cm^-3，晶胞的體積為$\frac{4×49}{{N}_{A}}$g÷ρ g．cm^-3=$\frac{196}{ρ{N}_{A}}$cm³，所以晶胞的邊長為$\root{3}{\frac{196}{ρ{N}_{A}}}$cm，
故答案為：$\root{3}{\frac{196}{ρ{N}_{A}}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、空間構(gòu)型與雜化發(fā)生判斷、電離能、等電子體、化學(xué)鍵、晶體類型與性質(zhì)、晶胞的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，注意同周期主族元素中第一電離能異常情況．