Question

铁、铝、铜三种金属元素在日常生活中的应用最为广泛。回答下列问题：

(1)基态Fe原子的简化电子排布式为__________。

(2)常温下，Fe(CO)₅为黄色液体，易溶于非极性溶剂。写出CO的电子式_________；Fe(CO)₅分子中σ键与π键之比为_______。

(3)硝酸铜溶于氨水形成[Cu(NH₃)₄](NO₃)₂的深蓝色溶液。

①[Cu(NH₃)₄](NO₃)₂中阴离子的立体构型是_______。NO₃^-中心原子的轨道杂化类型为________。

②与NH₃互为等电子体的一种阴离子为_______(填化学式)；氨气在一定的压强下，测得的密度比该压强下理论密度略大，请解释原因________。

(4)金属晶体可看成金属原子在三维空间中堆积而成，单质铝中铝原子采用铜型模式堆积，原子空间利用率为74%，则铝原子的配位数为________________。

(5)铁和硫形成的某种晶胞结构如图所示，晶胞参数a＝xpm，则该物质的化学式为_______；A原子距离B原子所在立方体侧面的最短距离为______pm(用x表示)；该晶胞的密度为____g·cm^-3。(阿伏加德罗常数用N_A表示)

Answer

[Ar] 3d64s2 1:1 平面三角形 sp2 CH3－ NH3通过氢键形成“缔合”分子，分子间作用力增强，分子间距离减小，导致密度反常增大 12 FeS 0.25x

【解析】

(1)基态Fe原子的简化电子排布式结合电子排布规律，按要求书写；

(2) 应用等电子体原理书写一氧化碳电子式；求出Fe(CO)5分子中σ键与π键，即可求比值；

(3)①通过价层电子对互斥理论，求出价电子对数即可知道[Cu(NH3)4](NO3)2中阴离子的立体构型以及NO3-中心原子的轨道杂化类型；

②应用等电子体原理，找出与NH3互为等电子体的一种阴离子；氨气在一定的压强下，测得的密度比该压强下理论密度略大，结合密度的定义，以及氨气的结构特点来分析；

(4)单质铝中铝原子采用铜型模式堆积，从铜型模式堆积的结构特点找出铝原子的配位数；

(5)已知铁和硫形成的某种晶胞结构，用均摊法计算晶胞内原子的数目，从而求出该物质的化学式，结合A原子的位置，从而确定A距离B原子所在立方体侧面的最短距离；该晶胞的密度可以通过计算该晶胞的质量以及晶胞的体积求得；

(1) Fe原子序数为26，按电子排布规律，基态Fe原子的简化电子排布式为[Ar] 3d64s2；

答案为：[Ar] 3d64s2 ；

(2) 氮气和一氧化碳为等电子体，故它们的结构相似、电子式相似，一氧化碳电子式为 ； Fe(CO)5分子中σ键与π键均为10个，即可求比值为1:1；

答案为： ； 1:1 ；

(3)①通过价层电子对互斥理论，求出NO3-价电子对数为 ，即可知道[Cu(NH3)4](NO3)2中阴离子NO3-的立体构型为平面三角形，NO3-中心原子的轨道杂化类型sp2；

答案为：平面三角形；sp2 ；

②应用等电子体原理，找出与NH3互为等电子体的一种阴离子，应具有相同价电子数和原子数，CH3－满足条件；

答案为：CH3－；

NH3通过氢键形成“缔合”分子，分子间作用力增强，分子间距离减小，故体积偏小质量偏大，导致在一定的压强下氨气密度反常增大；

答案为：NH3通过氢键形成“缔合”分子，分子间作用力增强，分子间距离减小，导致密度反常增大；

(4)单质铝中铝原子采用铜型模式堆积，即为面心立方堆积结构，则铝原子的配位数为12；

答案为：12 ；

(5)已知铁和硫形成的某种晶胞结构，铁原子在晶胞内，有4个，硫原子在顶点和面心，用均摊法计算晶胞内S原子的数目= ，铁硫原子数目比1:1，从而求出该物质的化学式为FeS；

答案为：FeS；

根据晶胞示意图，A原子位于小立方体的中心，把晶胞均分为八个小立方体，它距离B原子所在立方体侧面的最短距离为晶胞边长的四分之一，则A原子距离B原子所在立方体侧面的最短距离为0.25x；

答案为：0.25x；

该晶胞的密度 ，即密度为g·cm-3；

答案为：。