Question

【題目】鐵、鈷、鎳及其化合物有許多用途。回答下列問題：

（1）基態(tài)鐵原子核外共有____________種不同空間運動狀態(tài)的電子，鐵、鈷、鎳基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)最少的價層電子的電子排布圖（軌道表達式）為_________________。

（2）酞菁鈷分子的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示，分子中與鈷原子通過配位鍵結(jié)合的氮原子的編號是______（填“1”“2”“3”或“4”），分子中三種非金屬原子的電負性由大到小的順序為____________（用相應(yīng)的元素符號表示），分子中碳原子的雜化軌道類型為____________。

（3）高鐵酸鉀（K2FeO4）是一種新型、高效、多功能綠色水處理劑，該晶體固態(tài)下不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)、水溶液均能導(dǎo)電，該晶體屬于____（填晶體類型）。配合物Fe（CO）x的中心原子價電子數(shù)與配體提供電子數(shù)之和為16，則x=___。

（4）NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型與氯化鈉的相同，Ni2+和Fe2+的離子半徑分別為69pm和74pm，則熔點NiO____FeO（填“＞”“＜”或“=”），原因是______。

（5）Ni、O、Cr可以形成一種具有特殊導(dǎo)電性的復(fù)合氧化物，晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞邊長為apm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，其晶體密度的計算表達式為_______g·cm-3.。

Answer 1

【答案】15 2、4 N＞C＞H sp2 離子晶體 4 ＞ 相同電荷的離子，半徑越小，離子鍵越強，晶格能就越大，熔點就越高 ×1030

【解析】

（1）鐵為26號元素，基態(tài)鐵原子核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d64s2，其核外有 26種不同運動狀態(tài)的電子，有1s、2s、 3s、 4s、 2p、 3p、 3d共15種不同空間運動狀態(tài)的電子；鐵、鈷、鎳的價電子排布式分別為3d64s2、3d74s2、 3d84s2，基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)最少的是Ni，價層電子的電子排布圖為；

答案為：15； ；

（2）含有孤對電子的N原子與Co通過配位鍵結(jié)合，形成配位鍵后有4對共用電子對，形成3對共用電子對的N原子形成普通的共價鍵， 1號、3號N原子形成3對共用電子對為普通共價鍵，2號、4號N原子形成4對共用電子對，與Co通過配位鍵結(jié)合；酞菁鈷中三種非金屬原子為C、N、H，同周期自左而右電負性增大，非金屬性越強電負性越大，故電負性N>C>H；根據(jù)分子結(jié)構(gòu)簡式，其中碳原子在苯環(huán)上或形成碳碳雙鍵，因此碳原子為sp2雜化。答案為：2、4；N＞C＞H；sp2 ；

（3）離子晶體固體中離子不能自由移動而不能導(dǎo)電，而熔融狀態(tài)下可以電離出自由移動的離子可以導(dǎo)電；由高鐵酸鉀晶體固體下不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)、水溶液均可導(dǎo)電可知，該晶體為離子晶體；配合物Fe(CO)的中心原子為Fe，其價電子數(shù)為8，每個配體是供的電子數(shù)為2 ，則可得等式8+2x=16，解得x=4；

答案為：離子晶體； 4；

（4）NiO、 FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與NaCI相同，說明二者都是離子晶體，離子晶體的熔點與離子鍵的強弱有關(guān)，離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強，晶格能越大，熔點越高，由于Ni2+的離子半徑小于Fe2+的離子半徑，所以熔點是NiO>FeO；

答案為：＞；相同電荷的離子，半徑越小，離子鍵越強，晶格能就越大，熔點就越高；

（5）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖和均攤法可知，晶胞中O原子數(shù)為6×=3，Ni原子數(shù)為8×=1， Cr原子為1 ，則化學(xué)式為NiCrO3，晶胞變長為a pm，阿伏伽德羅常數(shù)值為NA ，則有，則晶體的密度

答案為：×1030；