Question

【題目】鐵和鈷是兩種重要的過渡元素。

（1）鈷位于元素周期表得第_____________族，其基態(tài)原子中未成對電子的個數(shù)為______。

（2）[Fe(H2NCONH2)]6(NO3)3的名稱是三硝酸六尿素合鐵（Ⅲ），是一種重要的配合物。該化合物中Fe3+的核外電子排布式為________，所含非金屬元素的第一電離能由大到小的順序是_________。

（3）尿素分子中碳原子為________雜化，分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為_____。

（4）配合物Fe(CO)x的中心原子價電子數(shù)與配體提供電子數(shù)之和為18，則x=___。Fe(CO)x常溫下呈液態(tài)，熔點(diǎn)為-20 .5 ℃，沸點(diǎn)為103 ℃，易溶于非極性溶劑，據(jù)此可判斷Fe(CO)x晶體屬于_______（填晶體類型）。

（5）血紅素是吡咯（C4H5N）的重要衍生物，血紅素（含F(xiàn)e2＋）可用于治療缺鐵性貧血。吡咯和血紅素的結(jié)構(gòu)如圖所示。

吡咯血紅素

①1 mol吡咯分子中所含的σ鍵總數(shù)為____個。（用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值）分子中的大π鍵可用表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)，則吡咯環(huán)中的大π鍵應(yīng)表示為____ 。

②血液中的O2是由血紅素在人體內(nèi)形成的血紅蛋白來輸送的，則血紅蛋白中的Fe2＋與O2是通過____鍵相結(jié)合。

③血紅素中N的雜化方式為______________，請畫出血紅素中N與Fe的配位鍵_______。

Answer 1

【答案】第四周期第Ⅷ 3 [Ar]3d5（或1s22s22p63s23p63d5） N、O、H、C sp2 7∶1 5 分子晶體 10NA或6.02×1024 π65 配位 sp2 sp3

【解析】

（1）鈷的原子序數(shù)是27，位于元素周期表中第Ⅷ族，其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d74s2，未成對電子的個數(shù)為3，故答案為：第四周期第Ⅷ族，3。

（2）鐵的原子序數(shù)是26，Fe2+的核外電子排布式為［Ar］3d5（或1s22s22p63s23p63d5）；尿素的結(jié)構(gòu)簡式為HN2-CO-NH2，碳原子存在雙鍵，氮原子全部是單鍵，且存在孤對電子，所以分子中C、N原子的雜化方式分別是sp2、sp3。單鍵都是σ鍵，雙鍵中含有1個σ鍵和1個π鍵，則其分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為7：1。非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越大，則所含非金屬元素的電負(fù)性由大到小的順序是O、N、C、H；故答案為：[Ar]3d5（或1s22s22p63s23p63d5），N、O、H、C。

（3）尿素分子中碳原子含有3個σ鍵且不含孤電子對，所以其雜化方式為sp2，尿素分子中含有含有2個N-H單鍵，4個N-H單鍵，1個C=O雙鍵，單鍵是σ鍵，C=O雙鍵中1個鍵，1個π鍵，所以尿素分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為7：1，故答案為：sp2，7∶1。

（4）配合物Fe（CO）x的中心原子是鐵原子，其價電子數(shù)是8（價電子就是元素周期表中每種元素下邊的那個表示形式中的電子之和），每個配體提供的電子數(shù)是2，8+2x=18，x=5，分子晶體的熔沸點(diǎn)較低，根據(jù)題給信息知，該物質(zhì)的熔沸點(diǎn)較低，所以為分子晶體，故答案為：5；分子晶體。

（5）①1個吡咯分子中含1個N-H鍵，二個N-C鍵，三個C-C鍵，四個C-H鍵共10個σ鍵，則1 mol吡咯分子中所含的σ鍵總數(shù)為10NA或6.02×1024個，吡咯環(huán)中的大π鍵由1個氮原子和4個碳原子組成，可表示為，故答案為：10NA或6.02×1024，。

②血液中的O2是由血紅素在人體內(nèi)形成的血紅蛋白來輸送的，則血紅蛋白中的Fe2＋與O2是通過配位鍵相結(jié)合，故答案為：配位。

③根據(jù)N原子的價電子排布式2s22p3，若N原子成三個共價鍵，則N原子周圍還有一對孤對對子，即此時無配位鍵，該N原子采取sp3雜化，若N原子成四個共價鍵，必有一個配位鍵，若還存在雙鍵，則該N原子采用sp2雜化，由圖可知，這兩種情況都存在；Fe2+的配位鍵為，故答案為：sp2、sp3，。