Question

【題目】鈷及其化合物在生產(chǎn)生活中有廣泛應(yīng)用。回答下列問題：

（1）基態(tài)鈷原子價(jià)電子排布式為___________。

（2）Co3+在水中易被還原成Co2+，而在氨水中可穩(wěn)定存在，其原因?yàn)?/span>___________。

（3）[Co(NO3－)4]2－中Co2+的配位數(shù)為4，配體中N的雜化方式為___________，該配離子中各元素I1由小到大的順序?yàn)?/span>___________(填元素符號)，1mol該配離子中含σ鍵數(shù)目為___________NA。

（4）八面體配合物CoCl3·3NH3結(jié)構(gòu)有___________種，其中極性分子有___________種。

（5）配合物Co2(CO)8的結(jié)構(gòu)如下圖，該配合物中存在的作用力類型有___________(填標(biāo)號)。

A.金屬鍵 B.離子鍵 C.共價(jià)鍵 D.配位鍵 E.氫鍵 F.范德華力

（6）鈷藍(lán)晶體結(jié)構(gòu)如下圖，該立方晶胞由4個I型和4個Ⅱ型小立方體構(gòu)成，其化學(xué)式為___________，晶體中Al3+占據(jù)O2－形成的___________(填“四面體空隙”或“八面體空隙”)。NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，鈷藍(lán)晶體的密度為___________g·cm－3(列計(jì)算式)。

Answer 1

【答案】3d74s2 Co3+可與NH3形成較穩(wěn)定的配合物 sp2 Co O N 16 2 2 ACDF CoAl2O4 八面體空隙

【解析】

根據(jù)核外電子排布規(guī)律分析解答；根據(jù)價(jià)層電子對互斥理論分析分子的空間結(jié)構(gòu)；根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)分析計(jì)算晶胞中原子數(shù)目及密度。

（1）鈷原子核外有27個電子，基態(tài)原子價(jià)電子排布式為3d74s2，

故答案為：3d74s2；

（2）Co3+有空軌道，原因?yàn)?/span>Co3+可與NH3形成較穩(wěn)定的配合物，

故答案為：Co3+可與NH3形成較穩(wěn)定的配合物；

（3）配體NO3－中心原子N價(jià)電子層電子為3對，為平面三角形，雜化方式為sp2；非金屬性越強(qiáng)，第一電離能越大，由于N的電子排布是半滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以第一電離能大于O，所以I1由小到大的順序?yàn)?/span>Co ＜O ＜N；硝酸根中σ鍵有3個，則一個[Co(NO3－)4]2－離子中含σ鍵數(shù)目為4+3×4=16，則1mol該配離子中含σ鍵數(shù)目為16NA，

故答案為：sp2；Co ＜O＜ N；16；

（4）根據(jù)八面體的空間構(gòu)型配合物CoCl3·3NH3結(jié)構(gòu)有2種，因?yàn)椴荒苄纬蓪ΨQ結(jié)構(gòu)，其中極性分子也是2種，

故答案為：2；2；

（5）根據(jù)圖示結(jié)構(gòu)，兩個Co原子間存在金屬鍵，碳原子和氧原子間屬于共價(jià)鍵，CO與Co間是配位鍵，該配合物屬于分子晶體，所以還存在范德華力，故答案為：ACDF；

（6）根據(jù)鈷藍(lán)晶體晶胞結(jié)構(gòu)分析，一個晶胞中含有的Co、Al、O個數(shù)分別為：4×（4×1/2）×2+4=8，4×4=16，8×4=32，所以化學(xué)式為CoAl2O4；根據(jù)結(jié)構(gòu)觀察，晶體中Al3+占據(jù)O2－形成的八面體空隙；該晶胞的體積為（2a×10-7）3，該晶胞的質(zhì)量為（32×16+16×27+8×59）/NA=，則鈷藍(lán)晶體的密度為，

故答案為：CoAl2O4，八面體空隙，。