Question

【題目】Fe、Co、Ni均為第Ⅷ族元素，它們的化合物在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用。

(1)基態(tài)Co原子的價(jià)電子排布式為________，Co2＋核外3d能級(jí)上有________對(duì)成對(duì)電子。

(2)Co3＋的一種配離子[Co(N3)(NH3)5]2＋中，Co3＋的配位數(shù)是________。1 mol配離子中所含σ鍵的數(shù)目為____________，配位體N3－中心原子的雜化類(lèi)型為____________。

(3)Co2＋在水溶液中以[Co(H2O)6]2＋存在。向含Co2＋的溶液中加入過(guò)量氨水可生成更穩(wěn)定的[Co(NH3)6]2＋，其原因是__________________________。

(4)某藍(lán)色晶體中，F(xiàn)e2＋、Fe3＋分別占據(jù)立方體互不相鄰的頂點(diǎn)，而立方體的每條棱上均有一個(gè)CN－，K＋位于立方體的某恰當(dāng)位置上。據(jù)此可知該晶體的化學(xué)式為________，立方體中Fe2＋間連接起來(lái)形成的空間構(gòu)型是________。

(5)NiO的晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示，其中原子坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0)，B為(1,1,0)，則C原子坐標(biāo)參數(shù)為________。

(6)一定溫度下，NiO晶體可以自發(fā)地分散并形成“單分子層”，可以認(rèn)為O2－為密置單層排列，Ni2＋填充其中(如圖乙)，已知O2－的半徑為a pm，每平方米面積上分散的該晶體的質(zhì)量為_____g(用含a、NA的代數(shù)式表示)。

Answer 1

【答案】3d74s2 2 6 23NA sp N元素電負(fù)性比O元素電負(fù)性小，N原子提供孤電子對(duì)的傾向更大，與Co2＋形成的配位鍵更強(qiáng) KFe2(CN)6 正四面體形 (1，1/2，1/2)

【解析】

(1)基態(tài)Co原子核外有27個(gè)電子，其3d、4s能級(jí)上的電子為其價(jià)電子，Co原子失去3個(gè)電子生成Co3+，Co3+核外3d能級(jí)上有1對(duì)成對(duì)電子；

(2)Co3+的一種配離子[Co(N3)(NH3)5]2+中，Co3+的配位數(shù)是6，1個(gè)配離子中所含σ鍵的數(shù)目為6+2+3×5，配位體N3-中心原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=2+=2，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷該離子雜化類(lèi)型；

(3)N元素電負(fù)性比O元素電負(fù)性小，N原子提供孤電子對(duì)的傾向更大；

(4)該晶體中Fe2+、Fe3+相等且等于4×=、CN-個(gè)數(shù)=12×=3，根據(jù)離子晶體呈電中性知，鉀離子個(gè)數(shù)==0.5，立方體中Fe2+間連接起來(lái)形成的空間構(gòu)型是正四面體；

(5)NiO的晶體結(jié)構(gòu)如圖甲所示，其中離子坐標(biāo)參數(shù)A為(0，0，0)，B為(1，1，0)，說(shuō)明晶胞棱長(zhǎng)為1，C離子位于晶胞右面面心上，距離X軸為1、距離Y軸為、距離Z軸為；

(6)根據(jù)圖知，每個(gè)Ni原子被3個(gè)O原子包圍、每個(gè)O原子被3個(gè)Ni原子包圍，如圖所示，相鄰的3個(gè)圓中心連線為正三角形，三角形的邊長(zhǎng)為2apm，每個(gè)三角形含有一個(gè)Ni原子，三角形的面積=[×2a×2a×sin60°×10-24]m2=×10-24a2m2，如圖實(shí)際上每個(gè)Ni原子被兩個(gè)小三角形包含小平行四邊形面積為2×10-24a2m2，O原子個(gè)數(shù)=×6=1，每平方米面積上分散的該晶體的質(zhì)量=g。

(1)基態(tài)Co原子核外有27個(gè)電子，其3d、4s能級(jí)上的電子為其價(jià)電子，Co原子失去3個(gè)電子生成Co3+，其核外價(jià)電子排布式為3d74s2，3d能級(jí)上還需要3個(gè)電子填滿，Co3+核外3d能級(jí)上有2對(duì)成電子；

(2)Co3+的一種配離子[Co(N3)(NH3)5]2+中，Co3+的配位數(shù)是6，1個(gè)配離子中所含σ鍵的數(shù)目為6+2+3×5=23，1mol配離子中所含σ鍵的數(shù)目為23NA，配位體N3-中心原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=2+=2，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷該離子雜化類(lèi)型為sp；

(3)N元素電負(fù)性比O元素電負(fù)性小，N原子提供孤電子對(duì)的傾向更大，與Co2+形成的配位鍵更強(qiáng)，所以向含Co2+的溶液中加入過(guò)量氨水可生成更穩(wěn)定的[Co(NH3)6]2+；

(4)該晶體中Fe2+、Fe3+相等且等于4×=、CN-個(gè)數(shù)=12×=3，根據(jù)離子晶體呈電中性知，鉀離子個(gè)數(shù)==0.5，則該晶體中鉀離子、Fe原子、CN-個(gè)數(shù)之比=0.5：(0.5×2)：3=1：2：6，其化學(xué)式為KFe2(CN)6，立方體中Fe2+間連接起來(lái)形成的空間構(gòu)型是正四面體；

(5)NiO的晶體結(jié)構(gòu)如圖甲所示，其中離子坐標(biāo)參數(shù)A為(0，0，0)，B為(1，1，0)，說(shuō)明晶胞棱長(zhǎng)為1，C離子位于晶胞右面面心上，距離X軸為1、距離Y軸為、距離Z軸為，所以C點(diǎn)參數(shù)為(1，，)；

(6)根據(jù)圖知，每個(gè)Ni原子被3個(gè)O原子包圍、每個(gè)O原子被3個(gè)Ni原子包圍，如圖所示，相鄰的3個(gè)圓中心連線為正三角形，三角形的邊長(zhǎng)為2apm，每個(gè)三角形含有一個(gè)Ni原子，三角形的面積=[×2a×2a×sin60°×10-24]m2=×10-24a2m2，如圖實(shí)際上每個(gè)Ni原子被兩個(gè)小三角形包含小平行四邊形面積為2×10-24a2m2，O原子個(gè)數(shù)=×6=1，每平方米面積上分散的該晶體的質(zhì)量=g=g=g。