Question

过渡金属元素及其化合物的应用研究是目前科学研究的前沿之一。试回答下列问题：

（1）二茂铁又叫双环戊二烯基铁[化学式：Fe(C₅H₅)₂]，结构如图所示，是一种具有芳香族性质的有机金属化合物。外观为橙色，熔点为172℃，沸点249℃，100℃以上能升华；不溶于水，溶于甲醇、乙醇等有机溶剂中。基态Fe²⁺离子的电子排布式为                        。1 mol环戊二烯中含有的σ键的数目是               。

（2）铜的第二电离能（I₂）却大于锌的第二电离能，其主要原因是                                 。

电离能／kJ·mol^-1	I1	I2
铜	746	1958
锌	906	1733

（3）现有含钛的两种颜色的晶体，Ti³⁺的配位数均为6，一种为紫色，一种为绿色，相关实验证明，两种晶体的组成皆为TiCl₃·6H₂O。为测定这两种晶体的化学式，设计了如下实验：

a．分别取等质量的两种配合物晶体的样品配成待测溶液；

b．分别往待测溶液中滴入AgNO₃溶液，均产生白色沉淀；

c．沉淀完全后分别过滤得两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发现原绿色晶体的水溶液与AgNO₃溶液反应得到的白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的2/3。

试推断紫色晶体的化学式为                        。

Answer

（1）1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6      10NA（或10×6.02×1023）

（2）Cu失去一个电子成为Cu+后，核外电子排布为[Ar]3d10，属于能量较低的稳定结构，所以Cu第二电离能相对较大

（3）[ Ti(H2O)6]Cl3

【解析】

试题分析：（1）①铁是26号元素，其核外有26个电子，根据构造原理Fe2+离子核外电子排布式为    1s22s22p63s23p63d6；②根据二茂铁的物理性质可知，二茂铁属于分子晶体，二茂铁中C5H5-的结构为，    共价单键都是σ键，共价双键中一个是σ键一个是π键，一个分子中含有5个σ键，所以Fe（C5H5）    2中含有10个σ键，则1mol二茂铁中含有的σ键数是10NA。

（2）Cu失去一个电子成为Cu+后，核外电子排布为[Ar]3d10，属于能量较低的稳定结构，所以Cu第二电离能相对较大。（3）Ti3+的配位数均为6，往待测溶液中滴入AgNO3溶液，均产生白色沉淀，则有氯离子在配合物的外界，两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发现原绿色晶体的水溶液与AgNO3溶液反应得到的白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的2/ 3 ，可知紫色晶体中含3个氯离子，绿色晶体中含2个氯离子，故紫色晶体的化学式为[ Ti(H2O)6]Cl3 。

考点：原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；共价键的形成及共价键的主要类型；判断简单分子或离子的构型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断。