Question

【題目】元素C與過渡元素Co、Fe、Ni等在工業、農業、科學技術以及人類生活有機合成等方面有重要作用。

（1）基態Co原子價電子軌道排布圖為______，第四電離能I4(Co)＜I4(Fe)，其原因是______。

（2）(CH3)3C+是有機合成重要中間體，該中間體中碳原子雜化方式為______。

（3）Co2+在水溶液中以[Co(H2O)6]2+存在。向含Co2+的溶液中加入過量氨水可生成更穩定的[Co(NH3)6]2+，其原因是______。

（4）Co的一種氧化物的晶胞如圖1。己知鈷原子的半徑為apm，氧原子的半徑為bpm，它們在晶體中是緊密接觸的，在該鈷的氧化物晶胞中原子的空間利用率為______（列出含a、b的計算表達式即可）（提示：條件不足，無法判斷鈷原子之間是否緊密接觸）。

（5）NiO的晶體結構如圖2所示，其中離子坐標參數A為（0，0，0），B為（1，1，0），則C離子坐標參數為______。

Answer 1

【答案】 鐵失去的是較穩定的3d5的一個電子，鈷失去的是3d6上的一個電子 sp2、sp3雜化 N元素電負性比O元素電負性小，N原子提供孤電子對的傾向更大，與Co2+形成的配位鍵更強 ×100% （1，，）

【解析】

（1）Co為27號元素，核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d74s2，屬于過渡元素，價電子包括3d、4s電子，價電子排布式為3d74s2，結合泡利原理、洪特規則，軌道表達式為；由洪特規則特例，鈷失去的是3d6上的一個電子，而鐵失去的是較穩定的3d5的一個電子，故第四電離能I4（Co）＜I4（Fe），

故答案為：； 鈷失去的是3d6上的一個電子，而鐵失去的是較穩定的3d5的一個電子；

（2）(CH3)3C+是有機合成重要中間體，甲基中碳原子形成4個σ鍵，另外碳原子形成3個σ鍵，均沒有孤電子對，雜化軌道數目分別為4、3，分別采取sp3、sp2雜化，

故答案為：sp2、sp3雜化；。

（3）Co2+在水溶液中以[Co(H2O)6]2+存在。向含Co2+的溶液中加入過量氨水可生成更穩定的[Co(NH3)6]2+，其原因是：N元素電負性比O元素電負性小，N原子提供孤電子對的傾向更大，與Co2+形成的配位鍵更強。

故答案為： N元素電負性比O元素電負性小，N原子提供孤電子對的傾向更大，與Co2+形成的配位鍵更強。

（4）由晶胞結構可知，晶胞中Co、O原子的配位數均為6，鈷原子填在氧原子的正八面體空隙中，氧原子填充在Co原子的正八面體空隙中。晶胞中Co原子數目=1+12× =4、O原子數目=8×+6×=4，晶胞中原子總體積=4×，晶胞棱長為（2a+2b）pm，晶胞體積=（2a+2b）3，空間利用率=×100% ，故答案為：×100% 。

（5）根據NiO的晶體結構，其中離子坐標參數A為（0，0，0），B為（1，1，0），則C離子坐標參數為（1，，）。

故答案為：（1，，）。