Question

（1）納米技術制成的金屬燃料、非金屬固體燃料、氫氣等已應用到社會生活和高科技領域．單位質(zhì)量的A和B單質(zhì)燃燒時均放出大量熱，可用作燃料．已知A和B為短周期元素，其原子的第一至第四電離能如下表所示：

電離能（kJ?mol-1）	I1	I2	I3	I4
A	932	1821	15390	21771
B	738	1451	7733	10540

①某同學根據(jù)上述信息，推斷B的核外電子排布如圖1所示，該同學所畫的電子排布圖違背了

能量最低原理

、

泡利原理

，B元素位于周期表五個區(qū)域中的

S

區(qū)．
②ACl₂分子中A的雜化類型為

SP

，ACl₂空間構(gòu)型為

直線

．
（2）Fe原子或離子外圍有較多能量相近的空軌道，所以其能與一些分子或離子形成配合物．
①與Fe原子或離子形成配合物的分子或離子應具備的結(jié)構(gòu)特征是

具有孤對電子

．
②六氰合亞鐵離子[Fe（CN）₆]^4-中不存在

B

．
A．共價鍵   B．非極性鍵   C．配位鍵    D．σ鍵    E．π鍵
寫出一種與CN^-互為等電子體的單質(zhì)的分子式

N₂

．
（3）一種Al-Fe合金的立體晶胞如圖2所示，請據(jù)此回答下列問題：
①確定該合金的化學式

Fe₂Al

．
②若晶體的密度為ρg?cm^-3，該晶胞棱長為

3	139×4 NAρ

cm（用含ρ和N_A的代數(shù)式表示，不必化簡．

Answer 1

分析：（1）①由圖1電子軌道排布圖可知，3s能級未填滿就填充3p能級，3s能級能量比3p能級低，每個軌道最多只能容納兩個電子，且自旋相反配對，2p能級的軌道內(nèi)有自旋方向相同的2個電子；
由表中電離能可知，二者第三電離能劇增，故為+2價，都為短周期元素，故A為鈹、B為Mg，鎂價層電子排布為3s²；
②BeCl₂分子中Be的成2個σ鍵，雜化軌道數(shù)為2，采取sp雜化，沒有孤對電子對，為直線型；
（2）①形成配離子具備的條件為：中心原子具有空軌道，配體具有孤對電子對；
②六氰合亞鐵離子[Fe（CN）₆]^4-中Fe²⁺與CN^-形成配位鍵，CN^-中存在C≡N三鍵，三鍵中有1個σ鍵2個π鍵；
CN^-中C原子與1個單位負電荷用N原子替換可得CN^-等電子體的單質(zhì)；
（3）①由晶胞圖2，晶胞中含有4個Al原子，且都位于晶胞內(nèi)部，則晶胞平均含有4個Al，晶胞中Fe位于頂點的有8個，位于面心的有6個，位于棱上的有12個，位于體心的有1個，根據(jù)均攤法計算；
②一個晶胞中含有8個Fe原子和4個Al原子，晶胞的質(zhì)量為

56×8+27×4

NA

g，棱長為

3	m晶胞 ρ

．

解答：解：（1）①由圖1電子軌道排布圖可知，3s能級未填滿就填充3p能級，2p能級的軌道內(nèi)有自旋方向相同的2個電子，所以違背能量最低原理與泡利原理．由表中電離能可知，二者第三電離能劇增，故為+2價，都為短周期元素，故A為鈹、B為Mg，鎂價層電子排布為3s²，處于周期表中S區(qū)，
故答案為：能量最低原理、泡利原理；S；
②BeCl₂分子中Be的成2個σ鍵，雜化軌道數(shù)為2，采取sp雜化，沒有孤對電子對，為直線型，故答案為：SP；直線；
（2）①形成配離子具備的條件為：中心原子具有空軌道，配體具有孤對電子對，故答案為：具有孤對電子；
②六氰合亞鐵離子[Fe（CN）₆]^4-中Fe²⁺與CN^-形成配位鍵，CN^-中存在C≡N三鍵，為極性共價鍵，三鍵中有1個σ鍵2個π鍵，所以CN^-中共價鍵、配位鍵、σ鍵、π鍵；CN^-中C原子與1個單位負電荷用N原子替換可得CN^-等電子體的單質(zhì)為N₂，故答案為：B；N₂；
（3）①由晶胞圖2，晶胞中含有4個Al原子，且都位于晶胞內(nèi)部，則晶胞平均含有4個Al，晶胞中Fe位于頂點的有8個，位于面心的有6個，位于棱上的有12個，位于體心的有1個，含有Fe原子數(shù)目為8×

1

8

+6×

1

2

+12×

1

4

+1=8，F(xiàn)e與 Al原子數(shù)目之比為8：4=2：1，故該合金的化學式為Fe₂Al，故答案為：Fe₂Al；
②一個晶胞中含有8個Fe原子和4個Al原子，晶胞的質(zhì)量為

56×8+27×4

NA

g，棱長為

56×8+27×4 NA g ρg?cm-3

=

3	139×4 NAρ

cm，故答案為：

3	139×4 NAρ

．

點評：本題考查核外電子排布規(guī)律、電離能、分子結(jié)構(gòu)、化學鍵、晶胞計算等，難度中等，注意對晶胞計算中的常用的均攤法的理解．