Question

【題目】鈷及其化合物有著廣泛的應用前景。回答下列問題：

(1)基態(tài)Co原子的核外電子排布式為_________．

(2)以無水乙醇作溶劑，Co(NO3)2可與某多齒配體結合形成具有催化活性的配合物，其結構簡式如圖所示。

①配合物中提供孤對電子的原子是_________(填元素符號)；

②該多齒配體中所含元素電負性由大到小的順序為__________(填元素符號)：

③下列化合物與上述配合物中C和N原子的雜化類型均相同的是__________(填標號)。

A.B.C.D.

(3)亞硝酸鈷鈉可與K+結合形成K2Na[Co(NO2)6]，從而實現(xiàn)對K+的定量測定。

①K2Na[Co(NO2)6]中存在的化學鍵類型有_________(填標號)；

A．金屬鍵 B．離子鍵 C．極性共價鍵 D．配位鍵

②與亞硝酸根互為等電子體的化合物有_________(寫一種)。

(4)Co與Ca屬于同一周期，且最外層電子數(shù)相同，但金屬Co的熔點、沸點均比金屬Ca的高，原因是____。

(5)某種鐵酸鈷(CoTiO3)晶胞沿x、y或z軸任意一個方向的投影如下圖所示。晶胞中Co處于各頂角位置，則O處于_________位置，與Co緊鄰的O的個數(shù)為_________。若晶胞中Co與O的距離為anm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，該晶體的密度為_________g．cm-3(列出計算式)。

Answer 1

【答案】[Ar]3d74s2或1s22s22p63s23p63d74s2 O、N O＞N＞C＞H B BCD SO2或SnO2 Co原子半徑小且價電子數(shù)多，金屬鍵強 面心 12 或或或

【解析】

根據(jù)均攤法和化合物的分子式確定氧原子的位置和與Co緊鄰的O的個數(shù)，利用晶胞的質量和體積計算晶胞密度。

(1)Co是27號元素，基態(tài)Co原子的核外電子排布式為[Ar]3d74s2或1s22s22p63s23p63d74s2；

(2)①根據(jù)配合物的結構和配位鍵的形成特點，配合物中提供孤對電子的原子是O、N；

②該多齒配體中所含元素為H、C、N、O，C、N、O位于同一周期，同周期元素從左到右電負性逐漸增強，故電負性由大到小的順序為O＞N＞C，H元素與C、N、O形成化合物時，一般氫元素的化合價為正價，故電負性最小，故電負性的大小為O＞N＞C＞H；

③上述配合物中C位于苯環(huán)上和亞甲基上，苯環(huán)上的碳原子價層電子對數(shù)為3對，采用的是sp2雜化，亞甲基上的碳原子價層電子對數(shù)為4對，亞甲基上的碳原子采用sp3雜化，N原子的價層電子對數(shù)為3對，雜化類型sp2雜化，

A．中苯環(huán)上的碳原子碳原子價層電子對數(shù)為3對，采用的是sp2雜化，N原子的價層電子對數(shù)為3對，雜化類型sp2雜化，故A不符合題意；

B．.中氮環(huán)上的碳原子碳原子價層電子對數(shù)為3對，采用的是sp2雜化，甲基上的碳原子價層電子對數(shù)為4對，亞甲基上的碳原子采用sp3雜化，N原子的價層電子對數(shù)為3對，雜化類型sp2雜化，故B符合題意；

C．中環(huán)己烷上的碳原子價層電子對數(shù)誒4對，均采用sp3雜化，N原子的價層電子對數(shù)為3對，雜化類型sp2雜化，故C不符合題意；

D．中碳原子價層電子對數(shù)為4對，均采用sp3雜化，N原子的價層電子對數(shù)為3對，雜化類型sp2雜化，故D不符合題意；

答案選B。

(3)根據(jù)圖示，①K2Na[Co(NO2)6]中Co(NO2)6存在的化學鍵類型有極性共價鍵、配位鍵，亞硝酸鈷鈉可與K+形成離子鍵；

②與亞硝酸根互為等電子體的化合物有SO2或SnO2；

(4)Co與Ca屬于同一周期，且最外層電子數(shù)相同，但金屬Co的熔點、沸點均比金屬Ca的高，原因是Co原子半徑小且價電子數(shù)多，金屬鍵強；

(5) 根據(jù)CoTiO3晶胞中Co處于各頂角位置，根據(jù)Co原子的數(shù)目為1個，O原子的數(shù)目為3個，則O處于面心位置，由圖可知與Co緊鄰的O的個數(shù)為12個，若晶胞中Co與O的距離為anm，則晶胞的邊長為cm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，該晶體的密度為

，化簡可得或或。