Question

【題目】鐵、鈷、鎳及其化合物有許多用途。回答下列問題：

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

（2）酞菁鈷分子的結構簡式如圖甲所示，分子中與鈷原子通過配位鍵結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，該晶體固態下不導電，熔融狀態、水溶液均能導電，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與配體提供電子數之和為18，則x=__________。

（4）NiO、FeO的晶體結構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電性的復合氧化物，晶胞結構如圖乙所示，晶胞邊長為apm，阿伏加德羅常數的值為NA，其晶體密度的計算表達式為_______g·cm-3；晶胞中Cr4+位于O2-所形成的正八面體的體心，該正八面體的邊長為_________pm。

Answer 1

【答案】15 2、4 N＞C＞H sp2 離子晶體 5 ＞ 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）鐵元素的核電荷數為26，基態原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，其核外有26種不同運動狀態的電子，有1s、2s、3s、4s、2p、3p、3d共15種不同空間運動狀態的電子；鐵、鈷、鎳的價電子排布式分別為3d64s2、3d74s2、3d84s2，基態原子核外未成對電子數最少的Ni，價層電子的電子排布圖（軌道表達式）為，故答案為：15；；

（2）含有孤對電子的N原子與Co通過配位鍵結合，形成配位鍵后形成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，故答案為：2，4；N＞C＞H；

（3）離子晶體固體中離子不能自由移動不能導電，而熔融狀態下可以電離出自由移動的離子可以導電，由高鐵酸鉀晶體固態下不導電，熔融狀態、水溶液均能導電可知，該晶體為離子晶體；配合物Fe（CO）x的中心原子是鐵原子，其價電子數是8，每個配體提供的電子數是2，8+2x=18，x=5，故答案為：離子晶體；5；

（4）NiO、FeO的晶體結構類型均與氯化鈉的相同，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，離子所帶電荷數越多，離子半徑越小，離子鍵越強，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，故答案為：＞；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）根據晶胞結構圖和均攤法可知，晶胞中O原子數為6×=3，Ni原子數為8×=1，Cr原子數為1，則化學式為NiCrO3，晶胞邊長為apm，阿伏加德羅常數的值為NA，則有=（a×10—10）3×ρ，則密度ρ為×1030 g·cm-3；晶胞中Cr4+位于O2－所形成的正八面體的體心，正八面體邊長為立方體面對角線長度，則該正八面體的邊長為×apm= pm，故答案為：×1030 ；。