Question

由徐光憲院士發(fā)起、院士學(xué)子同創(chuàng)的《分子共和國》科普讀物最近出版了，全書形象生動(dòng)地戲說了BF₃、TiO₂、CH₃COOH、CO₂、NO、二茂鐵、NH₃、HCN、H₂S、O₃、異戊二烯和萜等眾多“分子共和國”中的明星．
（1）寫出Fe原子的價(jià)層電子排布式

 

（2）溶液中CH₃COOH分子和NH₃分子之間能不能形成穩(wěn)定的氫鍵？

 

（3）CO₂分子中碳原子的雜化軌道類型是

 

；1mol CH₃COOH中含有的σ鍵的數(shù)目為

 

（4）TiO₂的天然晶體中，最穩(wěn)定的一種晶體結(jié)構(gòu)如下圖，黑球表示

 

原子．
（5）二茂鐵（C₅H₅）₂Fe是Fe²⁺與環(huán)戊二烯基離子結(jié)合形成的小分子化合物，該化合物中Fe²⁺與環(huán)戊二烯基離子之間以

 

（填“離子鍵”、“金屬鍵”、“配位鍵”、“氫鍵”、“范德華力”）相結(jié)合．

Answer 1

考點(diǎn)：原子軌道雜化方式及雜化類型判斷,共價(jià)鍵的形成及共價(jià)鍵的主要類型,晶胞的計(jì)算

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）鐵是26號(hào)元素，鐵原子核外有26個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理寫出Fe原子的價(jià)層電子排布式；
（2）氫鍵是已經(jīng)與電負(fù)性很大的原子（如N、O、F） 形成共價(jià)鍵的氫原子與另一個(gè)電負(fù)性很大的原子（如 N、O、F）之問的作用力；
（3）CO₂分子的結(jié)構(gòu)為O=C=O，根據(jù)碳原子成的σ鍵、孤電子對(duì)數(shù)目確定雜化軌道數(shù)目，進(jìn)而確定C原子雜化方式；
單鍵都是σ鍵，雙鍵和三鍵都是只有一個(gè)σ鍵；
（4）根據(jù)均攤法計(jì)算出驗(yàn)原子數(shù)目；
（5）該化合物中Fe²⁺與環(huán)戊二烯基離子之間以配位鍵結(jié)合．

解答： 解：（1）鐵是26號(hào)元素，鐵原子核外有26個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理知Fe原子的價(jià)層電子排布式為3d⁶4s²，故答案為：3d⁶4s²；
（2）CH₃COOH分子中H原子連接在氧原子上，NH₃分子中H連接在N原子上，二者之間不能形成成穩(wěn)定的氫鍵；故答案為：不能；
（3）CO₂分子的結(jié)構(gòu)為O=C=O，C原子成2個(gè)σ鍵鍵、沒有孤電子對(duì)，雜化軌道數(shù)目為2，故其雜化類型為sp雜化；
單鍵都是σ鍵，雙鍵和三鍵都是只有一個(gè)σ鍵，CH₃COOH中含有3個(gè)H-C鍵，1個(gè)C-Cl鍵，1個(gè)O-C鍵，1個(gè)O=C鍵，1個(gè)H-O鍵，故共有7個(gè)σ鍵，所以1mol CH₃COOH中含有的σ鍵的數(shù)目為7mol；
故答案為：sp；7mol；
（4）黑球的數(shù)目=8×

1

8

+1=2，白球數(shù)目=4×

1

2

+2=4，黑白球比例為1：2，故黑球是Ti，故答案為：鈦（Ti）；
（5）該化合物中Fe²⁺與環(huán)戊二烯基離子之間以間以配位鍵結(jié)合，F(xiàn)e²⁺為中心原子，環(huán)戊二烯基離子作配體．故答案為：配位鍵．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較綜合，涉及氫鍵、分子極性的判斷、核外電子排布式的書寫等知識(shí)點(diǎn)，明確哪些元素的原子能形成氫鍵，難度中等．