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)色晶體晶體結(jié)構(gòu)如圖，Fe2＋、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＋位于立方體的體心上。據(jù)此可知該晶體的化學(xué)式為________，立方體中Fe2＋間連接起來形成的空間構(gòu)型是________。K＋空缺率（體心中沒有K＋的占總體心的百分比）為_____________。

（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________。

圖甲 圖乙

（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－作密置單層排列，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 50% (1，，)

【解析】

（1）CO原子的核電荷數(shù)為27，基態(tài)CO的價(jià)電子排布式為3d74s2；Co2+核外電子排布為3d7，3d能級(jí)上有2對(duì)成對(duì)電子；

（2）氨氣分子和N3-中氮原子中有孤電子對(duì)，能夠與Co+形成配位鍵，共有5個(gè)氨分子和1個(gè)N3-離子，與Co+形成的的配位數(shù)為6；所以5 mol氨氣分子提供σ鍵為15mol，1 mol N3-中含有σ鍵2 mol，形成配位鍵有6 mol，所以1mol 配離子中所含σ鍵的數(shù)目為23NA；雜化軌道數(shù)=中心原子的孤電子對(duì)數(shù)+中心原子的σ鍵的數(shù)目，所以N3-中心氮原子孤電子對(duì)數(shù)為0，σ鍵的數(shù)目為2，所以雜化軌道數(shù)為2，屬于sp雜化；

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

（4）Fe2+、Fe3+占據(jù)立方體的互不相鄰的頂點(diǎn)，則每個(gè)立方體上有4個(gè)Fe2+、4個(gè)Fe3+，根據(jù)晶體的空間結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，每個(gè)頂點(diǎn)上的粒子有1/8屬于該立方體，則該立方體中有1/2個(gè)Fe2+、1/2個(gè)Fe3+，CN-位于立方體的棱上，棱上的微粒有1/4屬于該立方體，該立方體中有3個(gè)CN-，所以該晶體的化學(xué)式為 [FeFe(CN)6]-，由于物質(zhì)呈電中性，所以需要一個(gè)鉀離子與之結(jié)合，所以該晶體的化學(xué)式為KFe2(CN)6；立方體中Fe2+間連接起來形成的空間構(gòu)型是正四面體形；

（5）若NiO晶胞中離子坐標(biāo)參數(shù)A為（0，0，0），B為（1，1，0），則由圖可看出C離子坐標(biāo)離x為1，離y為，離z為，則坐標(biāo)參數(shù)為（1，，）；

（6）根據(jù)結(jié)構(gòu)知，氧離子和相鄰的鎳離子之間的距離為2a，距離最近的兩個(gè)陽離子核間的距離是距離最近的氧離子和鎳離子距離的倍，所以其距離是2am；根據(jù)圖片知，每個(gè)氧化鎳所占的面積=2a m×2a m×sin60°×10-24，則每平方米含有的氧化鎳個(gè)數(shù)=1/(2a m×2a m×sin60°×10-24)=×1024；每個(gè)氧化鎳的質(zhì)量=g，所以每平方米含有的氧化鎳質(zhì)量=××1024=。