过渡金属元素铁能形成多种配合物，如：K3[Fe（SCN）6][硫氰合铁（Ⅲ）酸钾]和Fe（CO）x等．（1）①基态Fe3+的M层电子排布式为．②请解释+3价铁的化合物较+2价铁的化合物稳定的原因．（2

Question

过渡金属元素铁能形成多种配合物，如：K₃[Fe（SCN）₆][硫氰合铁（Ⅲ）酸钾]和Fe（CO）_x等．

（1）①基态Fe³⁺的M层电子排布式为___．
②请解释+3价铁的化合物较+2价铁的化合物稳定的原因___．
（2）配合物Fe（CO）_x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18，则 x=___．
（3）FeBr₂为只含有离子键的离子化合物，其晶胞结构如图a，距一个Fe²⁺离子最近的所有Br^-离子为顶点构成的几何体为___．
（4）二茂铁是最重要的金属茂基配合物，也是最早被发现的夹心配合物，包含两个环戊二烯基与铁原子成键．二茂铁的结构为一个铁原子处在两个平行的环戊二烯基环的之间，结构如图b所示，已知二茂铁的一氯代物只有一种．
①二茂铁的分子式为___．
②穆斯堡尔谱学数据显示，二茂铁中心铁原子的氧化态为+2，每个茂环带有一个单位负电荷．因此每个环含有___个π电子．
③二茂铁中两个茂环可以是重叠的（D5h），也可以是错位的（D5d），它们之间的能垒仅有8～20kJ/mol．温度升高时则绕垂直轴相对转动，使得两种结构可以相互转换，转换过程中能量变化如图c．比较稳定的是___结构（填“重叠”或“错位”）．

Answer 1

（1）①Fe原子核外有26个电子，核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，Fe原子失去4s能级2个电子、3d能级1个电子形成Fe³⁺，Fe³⁺电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，则M层电子排布式为：3s²3p⁶3d⁵，
故答案为：3s²3p⁶3d⁵；
②因为+3价铁3d轨道有5个电子，处于半充满的稳定结构，而+2价铁3d轨道有6个电子，不是半充满的稳定结构，所以+3价铁的化合物较+2价铁的化合物稳定，故答案为：+3价铁3d轨道有5个电子，处于半充满状态较稳定；
（2）配合物Fe（CO）_x的中心原子是铁原子，其价电子数是8，每个配体提供的电子数是2，8+2x=18，x=5，故答案为：5；
（3）距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体是立方体，故答案为：立方体；
（4）①因为包含两个环戊二烯基与铁原子，又环戊二烯基为-C₅H₅，所以二茂铁的分子式为C₁₀H₁₀Fe，故答案为：C₁₀H₁₀Fe；
②因为每个环戊二烯中含有5个C原子，在加上铁原子的一个电子，所以每个环含有的π电子数为6，故答案为：6；
③由图象知，D5h的能量较低，所以比较稳定的是重叠结构，故答案为：重叠．