Question

【題目】(1)Fe(CO)5中鐵的化合價(jià)為0，寫(xiě)出鐵原子的簡(jiǎn)化的基態(tài)電子排布式______，Fe在周期表中第______周期______族，屬于_______區(qū)。

(2)已知Fe(CO)5常溫下呈液態(tài)，熔點(diǎn)為﹣20.5 ℃，沸點(diǎn)為103 ℃，易溶于非極性溶劑，據(jù)此可判斷Fe(CO)5晶體為________（填晶體類型）。

(3)金屬鐵單質(zhì)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。

體心立方晶胞和面心立方晶胞中實(shí)際含有的鐵原子個(gè)數(shù)之比為________；Fe原子配位數(shù)之比為____。若兩種晶體中最鄰近的鐵原子間距離相同，則體心立方晶胞和面心立方晶胞密度之比為_______。

(4)已知：Y原子最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性最強(qiáng)。銅與Y形成化合物的晶胞如圖所示(黑點(diǎn)代表銅原子，空心圓代表Y原子)。

①該晶體的化學(xué)式為________。（用元素符號(hào)表示）

②已知該晶體的密度為ρ g/cm3，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則該晶胞邊長(zhǎng)為______nm(只寫(xiě)計(jì)算式)。

Answer 1

【答案】[Ar]3d64s2 四 Ⅷ d 分子 1：2 2：3 ：8 CuCl ×107

【解析】

(1)Fe的原子序數(shù)為26，利用電子排布規(guī)律來(lái)書(shū)寫(xiě)電子排布式；

(2) Fe(CO)5常溫下呈液態(tài)，熔沸點(diǎn)較低，應(yīng)為分子晶體；

(3)根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中Fe元素?cái)?shù)目計(jì)算；

(4)①Y原子最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性最強(qiáng)，則Y為Cl，均攤法計(jì)算晶胞中Cu、Cl原子數(shù)目確定化學(xué)式；

②黑色球連接周圍的4個(gè)白色球形成正四面體結(jié)構(gòu)，黑色球位于正四面體的中心，黑色球與晶胞頂點(diǎn)白色球連線處于晶胞體對(duì)角線上，且二者之間距離為體對(duì)角線長(zhǎng)度的，而晶胞體對(duì)角線長(zhǎng)度為晶胞棱長(zhǎng)的倍，結(jié)合晶胞中Cu、Cl原子數(shù)目表示出晶胞的質(zhì)量，而晶胞質(zhì)量也等于晶胞體積與晶體密度乘積，聯(lián)立計(jì)算。

(1)Fe的原子序數(shù)為26，則基態(tài)電子排布式為[Ar]3d64s2，Fe原子核外各個(gè)電子層具有的電子數(shù)為2、8、14、2，可見(jiàn)在周期表中第四周期第VIII族，屬于d區(qū)。

(2)Fe(CO)5常溫下呈液態(tài)，熔沸點(diǎn)較低，易溶于非極性溶劑，應(yīng)為分子晶體；

(3)體心立方晶胞中含有的Fe原子數(shù)為=2；面心立方晶胞中含有的鐵原子個(gè)數(shù)=4；所以二者含有的Fe原子個(gè)數(shù)之比為2：4=1：2；

體心立方晶胞中Fe原子配位數(shù)是8，而面心立方晶胞中Fe原子配位數(shù)是=12，所以二者Fe原子的配位數(shù)的比是8：12=2：3；

若兩種晶體中最鄰近的鐵原子間距離相同，假設(shè)Fe原子半徑為R，體心立方晶胞參數(shù)為R1，根據(jù)原子的相對(duì)位置可得R1=4R，R1=；由于體心立方晶胞中含有2個(gè)Fe原子，則體心立方晶胞的密度為=；假設(shè)面心立方晶胞參數(shù)為R2，根據(jù)原子的相對(duì)位置可得R2=4R，R2=，由于面心立方晶胞中含有4個(gè)Fe原子，所以其密度=，則：8。

(4)①Y原子最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性最強(qiáng)，則Y為Cl，晶胞中Cu原子數(shù)目=4、Cl原子數(shù)目=8×=4，Cu、Cl原子數(shù)目之比為1：1，所以該晶體的化學(xué)式為CuCl；

②晶胞棱長(zhǎng)為Lpm，由于一個(gè)晶胞中含有4個(gè)CuCl，根據(jù)晶胞密度公式，及L3=V可得晶胞參數(shù)L==×1017nm。