Question

【題目】Co、Ni的化合物在生產生活中有著廣泛的應用。

(1)Co元素在周期表中的位置是4周期________族。基態Co原子的簡化電子排布式為_________。

(2)乙二胺NH2-CH2-CH2-NH2(縮寫符號en)中N原子的雜化方式為________雜化。en可以與Co形成配合物[Co(en)2Cl2]Cl·HCl·2H2O，配離子結構如下左圖所示，中心離子的配位數為_______，配合物晶體中可能存在的作用力有___________。

A 離子鍵 B 極性共價鍵 C 非極性共價鍵 D 配位鍵 E 氫鍵

(3)天然氧化鎳晶體中總是存在晶體缺陷，如圖所示。NiXO晶體中x值為，若晶體中的Ni分別為Ni2+、Ni3+，此晶體中Ni2+與Ni3+的最簡整數比為______。

(4)一定溫度下，NiO晶體可以自發地分散并形成“單分子層”，可以認為O2-作密置單層排列， Ni2+填充其中(如圖)，己知O2-的半徑為a pm，每平方米面積上分散的該晶體的質量為_____g(用a、NA表示)。

Answer 1

【答案】VIII [Ar]3d74s2 sp3 6 ABCDE 8:3

【解析】

(1)鈷為27號元素，據此書寫基態Co原子電子排布式并判斷在元素周期表中的位置；

(2)根據雜化軌道數=共價鍵數+孤電子對數分析判斷N原子的雜化類型；根據配離子的結構圖判斷配位數；該配合物晶體屬于離子化合物，結合配體為乙二胺和氯原子分析判斷可能存在的作用力；

(3)根據NiXO中化合價代數和為零列式計算；

(4)根據，計算含有的原子數，結合小平行四邊形的面積計算。

(1)鈷為27號元素，基態Co原子的價電子為其3d、4s能級上的電子，其簡化電子排布式為[Ar]3d74s2，位于元素周期表的第四周期Ⅷ族，故答案為：Ⅷ；[Ar]3d74s2；

(2)乙二胺分子中N原子成鍵時，形成三根共價鍵，本身含有一對孤電子對，雜化軌道數=共價鍵數+孤電子對數，則N原子的雜化軌道數目為4，根據雜化軌道理論，N原子為sp3雜化；根據配離子的結構圖，該配離子與2個乙二胺分子中的4個N原子形成4個配位鍵，與2個氯原子形成2個配位鍵，配位數為6；該配合物晶體屬于離子化合物，含有離子鍵，有機配體中含有共價鍵，N和C之間是極性鍵，C與C之間是非極性鍵，中心原子與配離子間存在配位鍵，乙二胺分子間還可能形成氫鍵，故答案為：sp3；6；ABCDE；

(3)設晶體中Ni2﹢與Ni3﹢的最簡整數比為x∶y，根據NiXO中化合價代數和為零可知×0.88=2，由此解得x∶y=8∶3，故答案為：8∶3；

(4)根據圖知，每個Ni原子被3個O原子包圍、每個O原子被3個Ni原子包圍，如圖所示，相鄰的3個圓中心連線為正三角形，三角形的邊長為2apm，每個三角形含有一個Ni原子，含有的O原子數=×3=，三角形的面積=[×2a×2a×sin60°×10-24]m2=×10-24 a2 m2，如圖實際上每個Ni原子被兩個小三角形包含，小平行四邊形面積為2×10-24 a2m2，O原子個數=×2=1，每平方米面積上分散的該晶體的質量=×g=g=g，故答案為：。