Question

【題目】硼、碳、氮、氟、硫、鐵等元素的化合物廣泛存在于自然界，回答下列問題：
（1）基態(tài)鐵原子的外圍電子排布式為；Fe3+比Fe2+穩(wěn)定的原因是 ．
（2）第二周期中，元素的第一電離能處于B與N之間的元素有種．
（3）NF3是微電子工業(yè)中優(yōu)良的等離子刻蝕氣體，NF3分子的空間構(gòu)型為；在NF3中，N原子的雜化軌道類型為 ．
（4）與石墨結(jié)構(gòu)相似的六方氮化硼晶體中，層內(nèi)B原子與N原子之間的化學(xué)鍵為 ， 層間作用力為 ．
（5）S和Fe形成的某化合物，其晶胞如圖所示，則該物質(zhì)的化學(xué)式為 ． 假設(shè)該晶胞的密度為ρ g/cm3 ， 用NA表示阿伏加德羅常數(shù)，則該晶胞中距離最近的S原子之間的距離為（列出計(jì)算式即可）cm．

Answer 1

【答案】
（1）3d64s2；Fe3+的3d軌道為半充滿狀態(tài)
（2）3
（3）三角錐形；sp3
（4）共價(jià)鍵；范德華力
（5）FeS； ×
【解析】解：（1）基態(tài)鐵原子的外圍電子為其3d、4s電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其外圍電子排布式為3d64s2；各軌道處于全滿、半滿、全空為穩(wěn)定狀態(tài)，F(xiàn)e3+的3d軌道為半充滿狀態(tài)，化學(xué)性質(zhì)比Fe2+穩(wěn)定，所以答案是：3d64s2；Fe3+的3d軌道為半充滿狀態(tài)；（2）同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于相鄰元素，根據(jù)電離能的變化規(guī)律，半充滿的N原子和全充滿的Be原子第一電離能要比同周期原子序數(shù)大的原子高，故第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有Be、C、O三種元素，
所以答案是：3；（3）NF3分子中N原子孤電子對(duì)數(shù)= =1、價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+1=4，為三角錐形結(jié)構(gòu)，N原子雜化軌道數(shù)目為4，采取sp3雜化，
所以答案是：三角錐形；sp3；（4）在與石墨結(jié)構(gòu)相似的六方氮化硼晶體中，層內(nèi)B原子與N原子之間的化學(xué)鍵為共價(jià)鍵，層間作用力為范德華力，所以答案是：共價(jià)鍵；范德華力；（5）該晶胞中Fe原子個(gè)數(shù)是4、S原子個(gè)數(shù)=8× +6× =4，根據(jù)S和Fe原子個(gè)數(shù)之比確定化學(xué)式為FeS；
該晶胞體積= = cm3 ， 晶胞棱長(zhǎng)= cm，該晶胞中距離最近的S原子之間的距離為晶胞棱長(zhǎng)的 倍，為 × cm= × cm，
所以答案是：FeS； × cm．