Question

铁在史前就为人们所知，由于铁、钴、镍性质很相似故称为铁系元素。回答下列问题：

（1）铁、钴、镍中未成对电子数目最多的为_____，镍的外围电子轨道表达式为_____。

（2）Co^2＋可以和SCN^－作用形成蓝色配离子，该反应可用于Co^2＋的定性检验。

①SCN^－的空间构型为____，组成元素中第一电离能最大的是___。

②SCN^－对应的酸有硫氰酸（H－S－C≡N）和异硫氰酸（H－N＝C＝S），这两种酸中后者沸点较高，主要原因是_________________。

（3）二茂铁是一种夹心式结构的配合物，通常认为是由一个Fe^2＋离子和两个C₅H₅^－离子形成的，X射线研究结果指出两个C₅H₅^－环的平面是平行的，结构如图1所示。C₅H₅^－中碳原子的杂化类型为_____。分子中的大π键盘可用符号表示，其中m代表参与形成的大π键原子数，n代表参与形成的大π键盘电子数，则C₅H₅^－中的大π键盘可以表示为______。

（4）NiAs晶体中的原子堆积方式如图2所示，其中As的配位数为______。六棱柱底边边长为a cm，高为c cm，阿伏加德罗常数的值为N_A，NiAs的密度为______g·cm^－3，（列出计算式）。

Answer

铁 直线型 N 异硫氰酸分子之间可以形成氢键 sp2 6 或

【解析】

(1)未成对电子数目根据基态原子电子排布式进行判断；

(2)①SCN－的空间构型根据等电子体进行判断；同一周期，随原子序数的增加，元素第一电离能呈现增大的趋势，同一主族，最电子层数的增加，元素的第一电离能逐渐减小；

②H－N＝C＝S分子中存在强极性键N-H，致其分子间易形成氢键，故H－N＝C＝S沸点比H－S－C≡N高；

(3)由题意可知C5H5-的C环是平面的，故知其中5个C原子应为sp2杂化；因5个C原子均为sp2杂化，则应各有一个未杂化的p电子参与形成5个C原子的大键，加上负电荷的电子，共有6个电子参与形成大键；

(4)此为六方晶胞，单晶胞体积为；整个六方晶胞体积为，整个六方晶胞中Ni原子数为12+6+2+1=6，As原子数为6，根据计算。

(1)根据基态原子电子排布式Fe为1s22s22p63s23p63d64s2、Co为1s22s22p63s23p63d74s2、Ni为1s22s22p6 3s23p63d84s2可知，未成对电子数目最多的是铁，镍的外围电子轨道表达式为；

(2)①SCN－的等电子体是CO2，空间构型相同为直线型；同一周期，随原子序数的增加，元素第一电离能呈现增大的趋势，同一主族，最电子层数的增加，元素的第一电离能逐渐减小，故组成元素中第一电离能最大的是N；

②H－N＝C＝S分子中存在强极性键N-H，致其分子间易形成氢键，故H－N＝C＝S沸点比H－S－C≡N高；

(3)由题意可知C5H5-的C环是平面的，故知其中5个C原子应为sp2杂化；因5个C原子均为sp2杂化，则应各有一个未杂化的p电子参与形成5个C原子的大键，加上负电荷的电子，共有6个电子参与形成大键，故大Π键为；

(4)此为六方晶胞，单晶胞体积为；整个六方晶胞体积为，整个六方晶胞中Ni原子数为12+6+2+1=6，As原子数为6，故：g/cm3或。