Question

我国化学家在“铁基(氟掺杂镨氧铁砷化合物)高温超导”材料研究上取得了重要成果，该研究项目荣获2013年度“国家自然科学奖”一等奖。

（1）基态Fe²⁺的核外电子排布式为_________________。

（2）氟、氧、砷三种元素中电负性值由大到小的顺序是__________(用相应的元素符号填空)。

（3）Fe(SCN)₃溶液中加人NH₄F，发生如下反应：Fe(SCN)₃+6NH₄F=(NH₄)₃FeF₆+3NH₄SCN。

①(NH₄)₃FeF₆存在的微粒间作用力除共价键外还有_________(选填序号，下同)。

a．配位键    b．氢键    c．金属键    d．离子键

②已知SCN^一中各原子最外层均满足8电子稳定结构，则C原子的杂化方式为_____________,该原子团中键与个数的比值为___________________。

（4）FeCl₃晶体易溶于水、乙醇，用酒精灯加热即可气化，而FeF₃晶体熔点高于1000℃，试解释两种化合物熔点差异较大的原因：_______________________________。

（5）氮、磷、砷虽为同主族元素，但其化合物的结构与性质是多样化的。

①该族氢化物RH₃(NH₃、PH₃、AsH₃)的某种性质随R的核电荷数的变化趋势如右图所示，则Y轴可表示的氢化物(RH₃)性质可能有________。

a．稳定性        b．沸点      c．R—H键能      d．分子间作用力

②碳氮化钛化合物在汽车制造和航空航天等领域有广泛的应用，其结构是用碳原子取代氮化钛晶胞(结构如图)顶点的氮原子，据此分析，这种碳氮化钛化台物的化学式为______。

Answer

[Ar]3d6 F＞O＞As ad sp 1:1 FeF3为离子晶体，FeCl3为分子晶体 ac Ti4CN3

【解析】

（1）根据核外电子排布规律推知基态Fe2+的核外电子排布式；

（2）根据元素周期律可知，非金属性越强，电负性越大，据此答题；

（3）①（NH4）3FeF6是离子化合物，铵根离子与六氟合铁酸根之间是离子键，氮与氢之间是共价键，铁与氟之间是配位键，据此答题；

②SCN-的结构式为[S=C=N]-，其结构与二氧化碳相似，其中含有2个σ键与2个π键，据此答题；

（4）分子晶体中分子之间是范德华力，作用力比较小，而离子键的作用力较大，所以两者的沸点相差较大，据此答题；

（5）①a．根据元素周期律可知，非金属性越强，氢化物的稳定性越强；

b．氨气分子间存在氢键；

c．非金属性越强与氢元素形成的共价键越强，键能越大；

d．分子间作用力随相对分子质量的增加而增大；

②根据晶胞结构图利用均摊法可知，在晶胞中含有碳原子数、含有氮原子数、含有钛原子数，据此写出化学式。

（1）亚铁离子的核外电子数是24，因此根据核外电子的排布规律可知，基态Fe2+的核外电子排布式为[Ar]3d6。

（2）非金属性越强，电负性越大，则根据元素周期律可知氟、氧、砷三种元素中电负性值由大到小的顺序是F＞O＞As。

（3）①(NH4)3FeF6是离子化合物，存在的微粒间作用力除共价键外还有离子键，另外还有配位键，即N和H、Fe与F之间存在配位键，答案选ad。

②已知SCN一中各原子最外层均满足8电子稳定结构，则碳元素分别与S以及N元素形成1个双键，不存在孤对电子，因此C原子的杂化方式为sp杂化；由于单键都是键，双键是由1个键与1个键构成的，则该原子团中键与个数的比值为1:1。

（4）FeCl3晶体易溶于水、乙醇，用酒精灯加热即可气化，这说明氯化铁形成的晶体是分子晶体，而FeF3晶体熔点高于1000oC，这说明氟化铁形成的晶体类型是离子晶体，因此两种化合物熔点差异较大的原因是FeF3为离子晶体，FeCl3为分子晶体。

（5）①a．非金属性越强，氢化物的稳定性越强，因此三种氢化物的稳定性逐渐降低，a正确；

b．由于氨气分子间存在氢键，因此氨气的沸点最高，b不正确；

c．非金属性越强与氢元素形成的共价键越强，键能越大，因此R—H键能虽原子序数的增大而减小，c正确；

d．三种氢化物生成的晶体均是分子晶体，分子间作用力随相对分子质量的增加而增大，d不正确；

答案选ac。

②根据晶胞的结构特点并依据均摊法可知，晶胞中含有的碳原子数是8×＝1，氮原子数6×＝3，钛原子数是12×+1＝4，所以化学式为Ti4CN3。