Question

金属铁及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。

（1）Fe³⁺的电子排布式为___________________。已知，Fe^3＋的化学性质比Fe^2＋稳定，请从原子结构的角度进行解释_____________________________________________________。

（2）Fe能与CO形成配合物Fe(CO)₅，1 mol Fe(CO)₅中含有________ mol σ键

（3）与CO互为等电子体的分子和离子分别为_______和_______(各举一种即可，填化学式)

（4）已知某铁晶体的晶胞结构如图所示。

①该晶胞中含有铁原子的数目为___________。

②若晶胞的边长为a cm，则晶体铁的密度为_______________________g·cm^-3(用代数式表示，阿伏加德罗常数为N_A)。

Answer

1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5 Fe3＋的3d轨道填充了5个电子，为半充满状态 10 N2 CN－ 2

【解析】试题分析：本题考查离子核外电子排布式的书写、σ键的计算、等电子体的书写、晶胞的分析和计算。

（1）Fe原子核外有26个电子，基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5。Fe3+的价电子排布式为3d5，Fe2+的价电子排布式为3d6，Fe3+的3d轨道填充了5个电子，为半充满状态，较稳定，Fe3+的化学性质比Fe2+稳定。

（2）CO的结构式为CO，1个CO分子中含1个σ键，1个Fe与5个CO形成5个配位键，配位键也是σ键，1个Fe（CO）5中含有10个σ键，1molFe（CO）5中含有10molσ键。

（3）用替代法，与CO互为等电子体的分子为N2，离子有CN-、C22-等。

（4）①用“均摊法”，该晶胞中含有的铁原子数：8+1=2个。

②晶胞的体积为a3cm3，1mol晶体的体积为NAcm3，1mol晶体的质量为56g，晶体铁的密度为56g（NAcm3）=g/cm3。