Question

【題目】（化學——選修3：物質結構與性質）

鈷及其化合物在生產中有重要作用，回答下列問題

(1)鈷元素基態(tài)原子的電子排布式為________________，未成對電子數為________________。

(2)配合物[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3是鈷重要化合物

①H2O的沸點___ (填“高于”或“低于”)H2S，原因是_______；H2O中O的雜化形式為_____。H2O是_____分子(填“極性”或“非極性”)。

②[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3中的Co3+配位數為___。陽離子的立體構型是___________。[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3若其中有兩個NH3分子被Cl取代，所形成的[Co(NH3)2Cl2(H2O)2]3+的幾何異構體種數有(不考慮光學異構)___________種。

(3)一氧化鈷的晶胞如圖，則在每個Co2+的周圍與它最接近的且距離相等的Co2+共有_____個，若晶體中Co2+與O2-的最小距離為acm，則CoO的晶體密度為_______(用含NA和a的代數式表示。結果g/cm3，已知:M(Co)=59g/mol；M(O)=16g/mol，設阿伏加德羅常數為NA)。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2 3 高于 H2O分子間可形成氫鍵，而H2S分子間無氫鍵 sp3 極性 6 八面體 5 12

【解析】

（1）鈷元素為第27號元素，根據構造原理，其基態(tài)原子核外的電子排布式為：1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2；其3d軌道上有3個未成對電子，故未成對電子數為3；

（2）①H2O的沸點高于H2S，原因是H2O分子間可形成氫鍵，而H2S分子間無氫鍵；H2O的中心原子O的成鍵電子對數為2，未成對電子數為：=2，故氧原子的雜化方式為sp3；H2O的空間結構為V型，其正負電荷中心不重疊，故屬于極性分子；

②在配合物[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3中，配體為NH3、H2O，其配位數=4+2=6；其陽離子的成鍵電子對數為6，孤電子對數為0，故其立體構型為八面體；若[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3其中有兩個NH3分子被Cl取代，所形成的[Co(NH3)2Cl2(H2O)2]3+的結構可通過下列方法解答：[（正八面體構型）]，兩個NH3分子分別被Cl-和H2O取代，形成[Co(NH3)2Cl2(H2O)2]3+，六個頂點，有三種基團，設為ABC，第一類是相同基團以Co原子為對稱中心，不考慮光學異構，只有一種；第二類，以第一種為原型上下頂點不變，只改變正方形，只有一種變化，即原來正方形中的相同基團相鄰了，因為有三種基團，所以該類有三種幾何異構體；第三類，所有相同的基團都相鄰，不考慮光學異構，也只有一種異構體。綜上所述，共有5種幾何異構體；

（3）由CoO的晶胞結構可知，每個Co2+的周圍與它最接近的且距離相等的Co2+共有12個；若晶體中Co2+與O2-的最小距離為acm，即該晶胞的邊長為2acm，其體積為8a3cm3，該晶胞含有4個CoO“分子”，其質量為g，其密度=g/cm3。