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选修三
第二章 分子结构与性质
第二节 分子的立体结构
配合物理论
铁、铬、锰被称为黑色金属,是常见的金属材料。回答下列问题:
基态亚铁离子的价层电子轨道表示式为 。
$\rm Fe$是$\rm 26$号元素,亚铁离子核外有$\rm 24$个电子,基态亚铁离子的价层电子轨道表示式为。
二甲基亚砜$\rm ($$\rm )$是一种重要的极性溶剂。铬和锰等过渡金属卤化物在二甲基亚砜中有一定溶解度,故可以应用在有机电化学中。
①铬的第二电离能大于锰的第二电离能,其原因是 。
②基态$\text{S}$原子最高能级的电子云轮廓图形状为 。
铬的第二电离能是失去半充满的$3{{\\text{d}}^{5}}$上的电子,较稳定,锰的第二电离能是失去$4{{\\text{s}}^{1}}$上的电子,铬所需能量更多;哑铃形
"]]①$\rm Mn$的原子序数为$\rm 25$,价电子排布式为$\rm 3d^{5}4s^{2}$,$\rm Cr$为$\rm 24$号元素,价电子排布式$\rm 3d^{5}4s^{1}$,铬的第二电离能是失去半充满的$3{{\text{d}}^{5}}$上的电子,较稳定,锰的第二电离能是失去$4{{\text{s}}^{1}}$上的电子,铬所需能量更多,故铬的第二电离能大于锰的第二电离能。
②基态$\rm S$原子价层电子排布式为$\rm 3s^{2}3p^{4}$,最高能级为$\rm 3p$,电子云轮廓图形状为哑铃形。
铬的一种配合物结构如图所示,该配合物中$\text{C}{{\text{r}}^{3+}}$的配位数为 。$\text{ClO}_{4}^{-}$的空间构型为 。
$\\rm 6$;正四面体形
"]]该配合物中$\rm Cr$与$\rm 6$个氮原子形成$\rm 6$个配位键,故配位数为$\rm 6$,$\text{ClO}_{4}^{-}$中心原子价层电子对数为$\rm 4+\dfrac{\text{1}}{\text{2}}\times \left( \text{7+1-4}\times 2 \right)\rm =4$,且不含孤电子对,空间构型为正四面体形。
某铁的化合物的晶胞结构如图所示$\rm ($形状为长方体$\rm )$。
①该化合物的化学式为 。
②该化合物的热稳定性比$\text{FeC}{{\text{l}}_{2}}$ $\rm ($填“强”或“弱”$\rm )$。
③该晶体的密度为 $\text{g}\cdot \text{c}{{\text{m}}^{-3}}\rm ($用含$a$、$b$、${{N}_{\text{A}}}$的代数式表示$\rm )$。
$\\text{Fe}{{\\left( \\text{N}{{\\text{H}}_{3}} \\right)}_{2}}\\text{C}{{\\text{l}}_{2}}$;弱;$\\dfrac{322\\times {{10}^{21}}}{{{a}^{2}}b\\cdot {{N}_{\\text{A}}}}$
"]]①该晶胞中$\rm NH_{3}$的个数为$\text{8}\times \dfrac{\text{1}}{\text{4}}\text{+4}\times \dfrac{\text{1}}{\text{2}}\rm =4$,$\rm Fe$的个数为$\text{8}\times \dfrac{\text{1}}{\text{4}}\rm =2$,$\rm Cl$的个数为$\text{2+4}\times \dfrac{\text{1}}{\text{2}}\rm =4$,该化合物的化学式为$\text{Fe}{{\left( \text{N}{{\text{H}}_{3}} \right)}_{2}}\text{C}{{\text{l}}_{2}}$;
②$\text{Fe}{{\left( \text{N}{{\text{H}}_{3}} \right)}_{2}}\text{C}{{\text{l}}_{2}}$中$\rm NH_{3}$中$\rm N$原子和$\rm Fe^{2+}$形成配位键,该化合物的阳离子半径比$\rm Fe^{2+}$大,离子键强度弱于$\rm FeCl_{2}$,受热会分解生成$\rm NH_{3}$,热稳定性比$\text{FeC}{{\text{l}}_{2}}$弱;
③该晶体的密度为$\dfrac{\text{4}\times \text{17+2}\times \text{56+4}\times \text{35}\text{.5}}{{{ {a}}^{2}}b\times {{10}^{-21}}\cdot {{N}_{\text{A}}}}\text{ g}\cdot \text{c}{{\text{m}}^{-3}}=\dfrac{322\times {{10}^{21}}}{{{ {a}}^{\text{2}}} {b}\cdot {{N}_{\text{A}}}}\text{ g}\cdot \text{c}{{\text{m}}^{-3}}$。
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