Question

6．過渡金屬元素及其化合物的應(yīng)用廣泛，是科學家們進行前沿研究的方向之一．
（1）測定土壤中鐵的含量時需先將三價鐵還原為二價鐵，再采用鄰啡羅啉做顯色劑，用比色法測定，若土壤中含有高氯酸鹽時會對測定有干擾．相關(guān)的反應(yīng)如下：4FeCl₃+2NH₂OH•HCl═4FeCl₂+N₂O↑+6HCl+H₂O
①基態(tài)Fe原子中，電子占有的最高能層符號為N，核外未成對電子數(shù)為4，F(xiàn)e³⁺在基態(tài)時，外圍電子排布圖為．
②羥胺中（NH₂OH）采用sp³雜化的原子有N、O，三種元素電負性由大到小的順序為O＞N＞H；與ClO₄^-互為等電子體的分子的化學式為CCl₄（SiF₄或SiCl₄）．
（2）過渡金屬原子可以與CO分子形成配合物，配合物價電子總數(shù)符合18電子規(guī)則．如Cr可以與CO形成Cr（CO）₆分子：價電子總數(shù)（18）=Cr的價電子數(shù)（6）+CO提供電子數(shù)（2×6）．
Fe、Ni兩種原子都能與CO形成配合物，其化學式分別為Fe（CO）₅、Ni（CO）₄．
（3）Pt²⁺的常見配合物Pt（NH₃）₂Cl₂存在兩種不同的結(jié)構(gòu)：一種為淡黃色（Q），不具有抗癌作用，在水中的溶解度較��；另一種為黃綠色（P），具有抗癌作用，在水中的溶解度較大．
①Q(mào)是非極性分子（選填“極性”或“非極性”）．
②P分子的結(jié)構(gòu)簡式為．
（4）Ni_XO晶體晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型，由于晶體缺陷，x值為0.88，晶胞邊長為a pm．晶胞中兩個Ni原子之間的最短距離為$\frac{{\sqrt{2}}}{2}$a pm．若晶體中的Ni分別為Ni²⁺、Ni³⁺，此晶體中Ni²⁺與Ni³⁺的最簡整數(shù)比為8：3．

Answer 1

分析 （1）①鐵是26號元素，鐵原子核外有26個電子，核外電子排布式為ls²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，F(xiàn)e³⁺在基態(tài)時，外圍電子排布為3d⁵，根據(jù)泡利原理、洪特規(guī)則畫出排布圖；
②羥胺中（NH₂OH）中N原子形成3個σ鍵、含有1對孤電子對，O原子形成2個σ鍵、含有2對孤電子對，雜化軌道數(shù)目均為4；
非金屬性越強電負性越大；原子數(shù)目相等、價電子總數(shù)相等的微粒互為等電子體；
（2）根據(jù)18電子規(guī)則計算配合物中CO分子數(shù)目，進而書寫配合物化學式；
（3）若Pt（NH₃）₂Cl₂為四面體結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)中NH₃、Cl^-之間只存在相鄰關(guān)系，因此只有一種結(jié)構(gòu)，當Pt（NH₃）₂Cl₂為平面四邊形結(jié)構(gòu)時，兩個NH₃間存在對位與鄰位兩種關(guān)系，因Q溶解度較小，而水為極性分子，故Q是非極性分子，為對稱結(jié)構(gòu)，P為極性分子；
（4）由于Ni_XO晶體晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型，所以晶胞中兩個Ni原子之間的最短距離為晶胞面對角線的$\frac{1}{2}$，晶胞面對角線則可由晶胞棱邊長求得，根據(jù)Ni_XO中化合價代數(shù)和為零可求得晶體中Ni^2﹢與Ni^3﹢的最簡整數(shù)比．

解答 解：（1）①鐵是26號元素，鐵原子核外有26個電子，核外電子排布式為ls²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，電子占有的最高能層符號為N，3d軌道有4個未成對電子，F(xiàn)e³⁺在基態(tài)時，外圍電子排布為3d⁵，外圍電子排布圖為，
故答案為：N；4；；
②羥胺中（NH₂OH）中N原子形成3個σ鍵、含有1對孤電子對，O原子形成2個σ鍵、含有2對孤電子對，雜化軌道數(shù)目均為4，所以采用sp³雜化的原子有N、O原子，同一周期元素電負性從左到右遞增，非金屬越強電負性越大，故電負性大小順序是O＞N＞H；
原子數(shù)目相等、價電子總數(shù)相等的微粒互為等電子體，與ClO₄^-互為等電子體的分子的化學式為 CCl₄（SiF₄或SiCl₄），
故答案為：N、O；O＞N＞H；CCl₄（SiF₄或SiCl₄）；
（2）丁為鐵元素，價電子數(shù)為8，根據(jù)18電子規(guī)則，它可以結(jié)合5個CO形成配合物，戊為鎳元素，價電子數(shù)為10，根據(jù)18電子規(guī)則，它可以結(jié)合4個CO形成配合物，所以這兩種元素形成的配合物的化學式分別為Fe（CO）₅、Ni（CO）₄，
故答案為：Fe（CO）₅、Ni（CO）₄；
（3）①Pt（YH₃）₂Z₂為PtCl₂（NH₃）₂，根據(jù)相似相溶原理，因為淡黃色固體Q，較難溶于極性溶劑水，則Q為非金屬性分子，
故答案為：非極性；
②通過相似相溶原理可知兩種固體一種為極性分子，另一種為非極性分子，若PtCl₂（NH₃）₂為四面體結(jié)構(gòu)，只能為極性分子，故只能為平面正方形結(jié)構(gòu)，黃綠色（P）在水中的溶解度較大，則P為極性分子，其結(jié)構(gòu)簡式為，
故答案為：．
（4）由于Ni_XO晶體晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型，所以晶胞中兩個Ni原子之間的最短距離為晶胞面對角線的$\frac{1}{2}$，由晶胞棱邊長可得晶胞面對角線為長為：$\sqrt{2}$a pm，則晶胞中兩個Ni原子之間的最短距離為：$\frac{\sqrt{2}}{2}$a pm，
設(shè)晶體中Ni^2﹢與Ni^3﹢的最簡整數(shù)比為x：y，根據(jù)Ni_XO中化合價代數(shù)和為零可知$\frac{2x+3y}{x+y}$×0.88=2，由此解得x：y=8：3，
故答案為：$\frac{\sqrt{2}}{2}$a；8：3．

點評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、電負性、等電子體、雜化方式、配合物、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、晶胞計算等，是對學生綜合能力的考查，難度中等．