Question

【題目】硫、鈷及其相關(guān)化合物用途非常廣泛�；卮鹣铝袉�(wèn)題:

（1）基態(tài)Co原子價(jià)電子軌道排布式為________，第四電離能I4(Co) < I4(Fe)，其原因是______________________________；Co 與Ca同周期且最外層電子數(shù)相同，單質(zhì)鈷的熔沸點(diǎn)均比鈣大，其原因是___________________________________________________.

（2）單質(zhì)硫與熟石灰加熱產(chǎn)物之一為CaS3，S32-的幾何形狀是_______，中心原子雜化方式是_______，與其互為等電子體的分子是_______ (舉1例)。

（3）K 和Na位于同主族，K2S的熔點(diǎn)為840℃，Na2S的熔點(diǎn)為950℃，前者熔點(diǎn)較低的原因是___________________________________________________________________ 。

（4）S與O、Se、Te位于同一主族，它們的氫化物的沸點(diǎn)如圖所示，沸點(diǎn)按圖像所示變?yōu)榈脑�因�?/span>_______ 。

（5）鈷的一種化合物晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示。

①已知A點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為為(0，0，0)，B點(diǎn)為(1/2，0，1/2)，則C點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為_____。

②已知晶胞參數(shù)為a=0.5485nm，則該晶體的密度為_____g/cm3(列出計(jì)算表達(dá)式即可)。

Answer 1

【答案】 鐵失去的是較穩(wěn)定的3d5的一個(gè)電子，而鈷失去的是3d6上的一個(gè)電子 鈷的原子半徑比鈣小，價(jià)電子數(shù)比鈣多，鈷的金屬鍵比鈣中金屬鍵強(qiáng) V形 sp3 OF2或Cl2O K的離子半徑比Na的離子半徑大，K2S的晶格能比Na2S的晶格能小 H2O分子間存在較強(qiáng)的氫鍵，其它三種不含，所以沸點(diǎn)最高，而H2Te、H2Se及H2S的結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量不斷增大，范德華力不斷增強(qiáng)，所以沸點(diǎn)不斷升高 (1/2，1/2，1/2) 155÷[6.02×1023×(0.5485×10-7)3]

【解析】

（1）Co是27號(hào)元素，核外有27個(gè)電子，基態(tài)Co原子價(jià)電子軌道排布式為；因?yàn)殍F失去的是較穩(wěn)定的3d5的一個(gè)電子，而鈷失去的是3d6上的一個(gè)電子；鈷的原子半徑比鈣小，價(jià)電子數(shù)比鈣多，鈷的金屬鍵比鈣中金屬鍵強(qiáng)，所以單質(zhì)鈷的熔沸點(diǎn)均比鈣大；

（2）S32-的中心原子雜化方式為sp3，幾何形狀是V形，與S32-互為等電子體的分子是OF2或Cl2O；

（3）K+的離子半徑比Na+的離子半徑大，Na2S形成的離子鍵比K2S的離子鍵強(qiáng)，K2S的晶格能比Na2S的晶格能小；

（4）H2O分子間存在較強(qiáng)的氫鍵，其它三種不含，所以沸點(diǎn)最高，而H2Te、H2Se及H2S的結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量不斷增大，范德華力不斷增強(qiáng)，所以沸點(diǎn)不斷升高；

（5）C點(diǎn)在體心點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為(1/2，1/2，1/2)；

（6）根據(jù)密度的公式進(jìn)行計(jì)算。

（1）Co是27號(hào)元素，核外有27個(gè)電子，位于元素周期表第四周期，第Ⅷ族，分四層排布，依據(jù)構(gòu)造原理，其電子排布式為[Ar]3d74s2，所以基態(tài)Co原子價(jià)電子軌道排布式為；因?yàn)殍F失去的是較穩(wěn)定的3d5的一個(gè)電子，而鈷失去的是3d6上的一個(gè)電子，所以第四電離能I4(Co)<I4(Fe)；鈷的原子半徑比鈣小，價(jià)電子數(shù)比鈣多，鈷的金屬鍵比鈣中金屬鍵強(qiáng)，所以單質(zhì)鈷的熔沸點(diǎn)均比鈣大；故答案為：；鐵失去的是較穩(wěn)定的3d5的一個(gè)電子，而鈷失去的是3d6上的一個(gè)電子；鈷的原子半徑比鈣小，價(jià)電子數(shù)比鈣多，鈷的金屬鍵比鈣中金屬鍵強(qiáng)。

（2）因?yàn)?/span>CaS3是離子晶體，S32-的形成的孤電子對(duì)數(shù)目：（6+2-2×2）/2=2，形成σ鍵的數(shù)目為2，中心原子雜化方式為sp3，幾何形狀是V形，等電子體是指價(jià)電子總數(shù)和原子總數(shù)相同的分子、離子或原子，所以與S32-互為等電子體的分子是OF2或Cl2O，故答案為：V形，sp3，OF2或Cl2O。

（3）K和Na位于同主族，K+的離子半徑比Na+的離子半徑大，Na2S形成的離子鍵比K2S的離子鍵強(qiáng)，K2S的晶格能比Na2S的晶格能小，所以K2S的熔點(diǎn)比Na2S的熔點(diǎn)低，故答案為：K的離子半徑比Na的離子半徑大，K2S的晶格能比Na2S的晶格能小。

（4）S與O、Se、Te位于同一主族，由圖可知它們氫化物的沸點(diǎn)是H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S，其原因是H2O分子間存在較強(qiáng)的氫鍵，其它三種不含，所以沸點(diǎn)最高，而H2Te、H2Se及H2S的結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量不斷增大，范德華力不斷增強(qiáng)，所以沸點(diǎn)不斷升高，故答案為：H2O分子間存在較強(qiáng)的氫鍵，其它三種不含，所以沸點(diǎn)最高，而H2Te、H2Se及H2S的結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量不斷增大，范德華力不斷增強(qiáng)，所以沸點(diǎn)不斷升高。

（5）已知A點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為(0，0，0)，B是面心上的點(diǎn)，坐標(biāo)參數(shù)B點(diǎn)為(1/2，0，1/2)，C是體心上的點(diǎn)，以C點(diǎn)分別向三個(gè)面做垂線，數(shù)值分別距離A點(diǎn)為1/2，所以C點(diǎn)在體心點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為(1/2，1/2，1/2)，故答案為：(1/2，1/2，1/2)。

（6）根據(jù)晶胞可知：Ti位于立方體的頂點(diǎn)，O位于立方體面心，Co位于立方體體心，化學(xué)式為8×1/8=1個(gè)Ti，1/2×6=3個(gè)O，一個(gè)Co，所以化學(xué)式為TiCoO3，取1mol的晶胞，則1mol晶胞的質(zhì)量為：48+16×3+59=155（g），1mol晶體含有NA個(gè)晶胞，因?yàn)榫О麉��?shù)為a=0.5485nm=0.5485×10-7cm，則一個(gè)晶胞的體積為V=a3cm3，其密度為=m/V=M/（NAa3），所以晶體的密度為155/[6.02×1023×(0.5485×10-7)3]g/cm3，故答案為：155/[6.02×1023×(0.5485×10-7)3]。