Question

等電子原理的基本觀點是：原子數(shù)相同且價電子總數(shù)相等的分子或離子具有相同的化學鍵類型和空間構型，互稱為等電子體．等電子體的結構相似，物理性質相近．如：N₂、CO與C₂^2-、CN^-為等電子體．
（1）已知CaC₂為離子化合物，則CaC₂的電子式為

 

．
（2）聚丙烯腈俗稱人造羊毛，由丙烯腈分子CH₂=CH-CN經聚合反應生成；則CH₂=CH-CN中C原子的雜化方式為

 

；分子中σ鍵和π鍵數(shù)之比為

 

．
（3）CO常與過渡金屬原子M形成配合物M（CO）_n，其中滿足中心原子價電子數(shù)與配位體提供電子總數(shù)之和為18，若M為Fe，則n=

 

．
（4）CO與N₂的結構相似，分子中含有共價三鍵，可表示為C≡O；下表是兩者的鍵能數(shù)據(jù)（單位：kJ?mol^-1）

	C-O	C=O	C≡O
CO	357.7	798.9	1071.9
	N-N	N=N	N≡N
N2	154.8	418.4	941.7

CO與N₂中化學性質較活潑的是

 

；結合數(shù)據(jù)說明原因

 

．
（5）Fe³⁺，F(xiàn)e²⁺，Co³⁺，Co²⁺都能與CN^- 形成配合物．硫酸亞鐵溶液中加入過量KCN溶液，可析出黃色晶體K₄[Fe（CN）₆]；若在上述溶液中再通入氯氣后，可析出深紅色晶體K₃[Fe（CN）₆]；在K₄[Fe（CN）₆]和K₃[Fe（CN）₆]晶體中都不存在的微粒間作用力是

 

．（填標號）
A．離子鍵　　 B．共價鍵　　 C．金屬鍵 D．配位鍵　　 E．范德華力
（6）寫出與NO₃^- 互為等電子體的分子

 

（寫出一種）．

Answer 1

考點：“等電子原理”的應用,共價鍵的形成及共價鍵的主要類型,配合物的成鍵情況,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷,不同晶體的結構微粒及微粒間作用力的區(qū)別

專題：化學鍵與晶體結構

分析：（1）根據(jù)等電子體結構相似，寫出C₂^2-的電子式，然后根據(jù)離子化合物電子式的書寫方法寫出電子式；
（2）根據(jù)雜化軌道數(shù)=σ鍵數(shù)目+孤對電子對數(shù)，確定雜化軌道；根據(jù)1個單鍵是1個σ鍵，一個雙鍵含有1個σ鍵和1個π鍵，一個三鍵含有1個σ鍵和2個π鍵；
（3）配合物Fe（CO）_x的中心原子是鐵原子，其價電子數(shù)是8，每個配體提供的電子數(shù)是2，據(jù)此判斷x值；
（4）根據(jù)提供的鍵能計算各物質中的第一個π鍵的鍵能，鍵能越大越穩(wěn)定；
（5）根據(jù)配合物中K₄[Fe（CN）₆]和K₃[Fe（CN）₆]都含有離子鍵、共價鍵、配位鍵；
（6）根據(jù)等電子體的定義，只要原子數(shù)目和價電子總數(shù)相同就是等電子體；

解答： 解：（1）N₂與C₂^2-為等電子體，C₂^2-的電子式為，CaC₂由鈣離子和C₂^2-構成，電子式為：，
故答案為：；
（2）丙烯腈分子CH₂=CH-CN中雙鍵上的碳原子形成3個σ鍵，無孤電子對，sp²雜化，與氮相連的碳原子形成2個σ鍵，無孤電子對，sp雜化；CH₂=CH-CN分子中含有6個σ鍵和3個π鍵，數(shù)目之比為 2：1；
故答案為：sp²雜化、sp雜化、2：1；
（3）配合物Fe（CO）_x的中心原子是鐵原子，其價電子數(shù)是8，每個配體提供的電子數(shù)是2，8+2x=18，x=5，
故答案為：5；
（4）根據(jù)氮氣分子結構知，一個CO分子中含有2個π鍵，根據(jù)表中鍵能知，CO中第一個π鍵的鍵能是1071.9kJ/mol-798.9kJ/mol=273kJ/mol，N₂中第一個π鍵的鍵能是941.7kJ/mol-418.4kJ/mol=523.3kJ/mol，CO中第一個π鍵的鍵能較小，所以CO的第一個π鍵比N₂更容易斷，所以一氧化碳比氮氣活潑，
故答案為：CO；CO中第一個π鍵的鍵能是1071.9kJ/mol-798.9kJ/mol=273kJ/mol，N₂中第一個π鍵的鍵能是941.7kJ/mol-418.4kJ/mol=523.3kJ/mol，斷裂一個π鍵所需的能量，CO比N₂小很多，故CO更活潑；
（5）配合物中K₄[Fe（CN）₆]和K₃[Fe（CN）₆]都含有離子鍵、共價鍵、配位鍵，不含金屬鍵，范德華力；
故答案為：C、E；
（6）根據(jù)等電子體的定義，NO₃^-的等電子體必須是三原子分子或離子，且價電子總數(shù)，互為等電子體的分子SO₃；
故答案為：SO₃；

點評：本題考查了電子式的書寫、等電子原理、化學鍵鍵能的計算、原子雜化等，題目綜合性較強，難度中等．