Question

【題目】Mn、Fe均為第四周期過渡元素，兩元素的部分電離能（I）數據列于下表：

元素		Mn	Fe
電離能/kJmol﹣1	I1	717	759
	I2	1509	1561
	I3	3248	2957

回答下列問題：
（1）Mn元素價電子層的電子排布式為 ， 比較兩元素的I2、I3可知，氣態Mn2+再失去一個電子比氣態Fe2+再失去一個電子難．對此，你的解釋是
（2）Fe原子或離子外圍有較多能量相近的空軌道而能與一些分子或離子形成配合物，則與Fe原子或離子形成配合物的分子或離子應具備的條件是 ．
（3）三氯化鐵常溫下為固體，熔點282℃，沸點315℃，在300℃以上易升華，易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有機溶劑，據此判斷三氯化鐵晶體為晶體．
（4）金屬鐵的晶體在不同溫度下有兩種堆積方式，晶胞分別如圖所示．面心立方晶胞和體心立方晶胞中實際含有的Fe原子個數之比為 ， 其中體心立方晶胞空間利用率為 ．

Answer 1

【答案】
（1）3d54s2；由Mn2+轉化為Mn3+時，3d能經由較穩定的3d5半充滿狀態轉變為不穩定的3d4狀態（或Fe2+轉化為Fe3+時，3d能級由不穩定的3d6狀態轉變為較穩定的3d5半充滿狀態）
（2）具有孤對電子
（3）分子
（4）2：1；68%
【解析】解：（1）Mn元素為25號元素，核外電子排布式為[Ar]3d54s2 ， 所以價層電子排布式為3d54s2 ， 由Mn2+轉化為Mn3+時，3d能級由較穩定的3d5半充滿狀態轉為不穩定的3d4狀態需要的能量較多；而Fe2+到Fe3+時，3d能級由不穩定的3d6到穩定的3d5半充滿狀態，需要的能量相對要少，所以答案是：3d54s2；由Mn2+轉化為Mn3+時，3d能級由較穩定的3d5半充滿狀態轉為不穩定的3d4狀態需要的能量較多；而Fe2+到Fe3+時，3d能級由不穩定的3d6到穩定的3d5半充滿狀態，需要的能量相對要少；（2）Fe原子或離子含有空軌道．所以，與Fe原子或離子形成配合物的分子或離子應具有孤對電子，所以答案是：具有孤對電子；（3）三氯化鐵，其熔點：282℃，沸點315℃，在300℃以上升華．易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有機溶劑．符號分子晶體的特征，故為三氯化鐵分子晶體，所以答案是：分子；（4）面心立方結構晶胞中鐵原子數為1+6× =4；體心立方結構晶胞中鐵原子數為1+8× =2，屬于兩種結構的鐵原子數之比為4：2=2：1，體心立方晶胞空間利用率為68%， 所以答案是：2：1；68%．
【考點精析】本題主要考查了晶體的類型與物質熔點、硬度、導電性等的關系的相關知識點，需要掌握不同晶體類型的物質：原子晶體>離子晶體>分子晶體；同種晶體類型的物質：晶體內微粒間的作用力越大，溶、沸點越高才能正確解答此題．