Question

【題目】Fe、N及S的化合物用途非常廣泛。回答下列問題;

(1)基態(tài)Fe原子價電子排布圖為____;基態(tài)S原子的核外電子占據(jù)最高能級的電子云輪廓圖為__________形。

(2)團簇離子中,Fe2+、Fe3+數(shù)目之比為______;與鐵形成配位鍵的原子是________,鐵的配位數(shù)為_________。

(3)四氟銨可通過下列反應制備:NF3+F2 + BF3 =NF4 BF4

①NF3的空間構(gòu)型為_____ , 中心原子的雜化方式是______。

②NF4BF4存在的作用力有________(填字母)。

A. σ鍵 B. π鍵 C.離子鍵. D.配位鍵

(4)Fe與S形成的一種化合物晶體的結(jié)構(gòu)如圖所示,六棱柱底邊邊長為a pm,高為c pm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,該Fe、S化合物晶體的密度為_____(列出計算式)g. cm-3

Answer 1

【答案】 啞鈴(或紡錘) 3:1 S和C 4 三角錐形 sp3 ACD

【解析】

(1) Fe為26號元素，其基態(tài)Fe原子價電子為3d64s2，基態(tài)S原子的核外電子占據(jù)最高能級是3p能級。

(2)團簇離子中，設Fe2+、Fe3+數(shù)目分別為x、y，建立方程計算；S與Fe形成三個價鍵，S最外層有6個電子，易形成2個價鍵，另外一個價鍵與Fe形成配位鍵，CN－中C有孤對電子，與Fe形成配位鍵，根據(jù)圖中結(jié)構(gòu)得出鐵的配位數(shù)。

(3)①計算NF3的價層電子對數(shù)，得到中心原子的雜化方式，得到價層電子互斥理論模型，由于有1對孤對電子，因此得到空間構(gòu)型；②A. NF4BF4中N—F，B—F之間為σ鍵；B. NF4BF4中N—F，B—F之間為單鍵，無π鍵；C. NF4BF4中NF4+、BF4－之間是離子鍵；D. NF4+、BF4－里都存在配位鍵。

(4)根據(jù)圖分析得出S個數(shù)和Fe個數(shù)，再根據(jù)公式計算該化合物晶體的密度。

(1) Fe為26號元素，其基態(tài)Fe原子價電子為3d64s2，因此基態(tài)Fe原子價電子排布圖為；基態(tài)S原子的核外電子占據(jù)最高能級是3p能級，其電子云輪廓圖為啞鈴(或紡錘)形；故答案為：；啞鈴(或紡錘)。

(2)團簇離子中，設Fe2+、Fe3+數(shù)目分別為x、y，因此x+y=4，2x + 3y+(2)×4+(1)×4 = 3，解得x =3，y=1，因此Fe2+、Fe3+數(shù)目之比為3:1；S與Fe形成三個價鍵，S最外層有6個電子，易形成2個價鍵，另外一個價鍵與Fe形成配位鍵，CN－中C有孤對電子，與Fe形成配位鍵，因此與鐵形成配位鍵的原子是S、C；根據(jù)圖中結(jié)構(gòu)得出鐵的配位數(shù)為4；故答案為：3:1；S、C；4。

(3)①NF3的價層電子對數(shù)，中心原子的雜化方式是sp3，價層電子互斥理論模型為四面體形，由于有1對孤對電子，因此空間構(gòu)型為三角錐形；故答案為：三角錐形；sp3。

②A. NF4BF4中N—F，B—F之間為σ鍵，故A符合題意；B. NF4BF4中N—F，B—F之間為單鍵，無π鍵，故B不符合題意；C. NF4BF4中NF4+、BF4－之間是離子鍵，故C符合題意；D. NF4+、BF4－里都存在配位鍵，故D符合題意；綜上所述，答案為ACD。

(4)根據(jù)圖分析得出S個數(shù)，Fe個數(shù)為6個，化學式為FeS，晶體的結(jié)構(gòu)如圖所示，六棱柱底邊邊長為a pm，底邊面積為高為c pm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，該Fe、S化合物晶體的密度為；故答案為：。