Question

Mn、Fe均為第四周期過渡元素，兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)列于下表：

元素		Mn	Fe
電離能 /kJ·mol－1	I1	717	759
	I2	1 509	1 561
	I3	3 248	2 957

 
回答下列問題：
（1）Mn元素基態(tài)原子的價電子排布式為________，比較兩元素的I₂、I₃可知，氣態(tài)Mn^2＋再失去一個電子比氣態(tài)Fe^2＋再失去一個電子難。對此，你的解釋是____________________________________________________________。
（2）Fe原子或離子外圍有較多能量相近的空軌道而能與一些分子或離子形成配合物。與Fe原子或離子形成配合物的分子或離子應具備的結構特征是________；②六氰合亞鐵離子[Fe（CN）₆^4－]中的配體CN^－中C原子的雜化軌道類型是________，寫出一種與CN^－互為等電子體的單質(zhì)分子的結構式________。
（3）三氯化鐵常溫下為固體，熔點282 ℃，沸點315 ℃，在300 ℃以上易升華。據(jù)此判斷三氯化鐵晶體為________。
（4）金屬鐵的晶體在不同溫度下有兩種堆積方式，晶胞分別如下圖所示。面心立方晶胞和體心立方晶胞中實際含有的Fe原子個數(shù)之比為________。

Answer 1

（1）3d⁵4s²　由Mn^2＋轉化為Mn^3＋時，3d能級由較穩(wěn)定的3d⁵半充滿狀態(tài)轉變?yōu)椴环�(wěn)定的3d⁴狀態(tài)需要的能量較多；而Fe^2＋轉化為Fe^3＋時，3d能級由不穩(wěn)定的3d⁶狀態(tài)轉變?yōu)檩^穩(wěn)定的3d⁵半充滿狀態(tài)需要的能量相對要少
（2）①具有孤對電子　②sp¹　N≡N
（3）分子晶體
（4）2∶1

（1）原子軌道處于全充滿或半充滿時能量較低，較穩(wěn)定，故₂₅Mn的價電子排布式為：3d⁵4s²；Fe^2＋轉化為Fe^3＋時，3d能級由3d⁶轉變?yōu)檩^穩(wěn)定的半充滿狀態(tài)3d⁵，而Mn^2＋轉化為Mn^3＋時，3d能級卻由較穩(wěn)定的半充滿狀態(tài)3d⁵轉變?yōu)?d⁴，所以氣態(tài)Mn^2＋再失一個電子比Fe^2＋難。
（2）①形成配合物的中心原子要能提供空軌道，而配體中的分子或離子應能夠提供孤對電子；②配體CN^－中碳氮以碳氮叁鍵相連，為直線形結構，碳原子的雜化軌道類型為sp¹；CN^－為14電子的離子，故與CO、N₂等互為等電子體，但符合題意的是N₂（因題中限定為單質(zhì)分子）。
（3）FeCl₃的熔、沸點較低，可知FeCl₃晶體為分子晶體。
（4）利用“均攤法”計算，面心立方晶胞中實際含有Fe原子的個數(shù)為8×＋6×＝4，體心立方晶胞中實際含有Fe原子的個數(shù)為8×＋1＝2，故二者原
子個數(shù)之比為2∶1。