Question

【題目】Fe、Co、Ni均為第Ⅷ族元素，它們的化合物在生產、生活中有著廣泛的應用。

(1)基態Co原子的價電子排布式為________，Co2＋核外3d能級上有________對成對電子。

(2)Co3＋的一種配離子[Co(N3)(NH3)5]2＋中，Co3＋的配位數是________。1 mol配離子中所含σ鍵的數目為____________，配位體N3－中心原子的雜化類型為____________。

(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)某藍色晶體中，Fe2＋、Fe3＋分別占據立方體互不相鄰的頂點，而立方體的每條棱上均有一個CN－，K＋位于立方體的某恰當位置上。據此可知該晶體的化學式為________，立方體中Fe2＋間連接起來形成的空間構型是________。

(5)NiO的晶胞結構如圖甲所示，其中原子坐標參數A為(0,0,0)，B為(1,1,0)，則C原子坐標參數為________。

(6)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－為密置單層排列，Ni2＋填充其中(如圖乙)，已知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(用含a、NA的代數式表示)。

Answer 1

【答案】3d74s2 2 6 23NA sp 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 KFe2(CN)6 正四面體形 (1，1/2，1/2)

【解析】

(1)基態Co原子核外有27個電子，其3d、4s能級上的電子為其價電子，Co原子失去3個電子生成Co3+，Co3+核外3d能級上有1對成對電子；

(2)Co3+的一種配離子[Co(N3)(NH3)5]2+中，Co3+的配位數是6，1個配離子中所含σ鍵的數目為6+2+3×5，配位體N3-中心原子價層電子對個數=2+=2，根據價層電子對互斥理論判斷該離子雜化類型；

(3)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；

(4)該晶體中Fe2+、Fe3+相等且等于4×=、CN-個數=12×=3，根據離子晶體呈電中性知，鉀離子個數==0.5，立方體中Fe2+間連接起來形成的空間構型是正四面體；

(5)NiO的晶體結構如圖甲所示，其中離子坐標參數A為(0，0，0)，B為(1，1，0)，說明晶胞棱長為1，C離子位于晶胞右面面心上，距離X軸為1、距離Y軸為、距離Z軸為；

(6)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，三角形的面積=[×2a×2a×sin60°×10-24]m2=×10-24a2m2，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2×10-24a2m2，O原子個數=×6=1，每平方米面積上分散的該晶體的質量=g。

(1)基態Co原子核外有27個電子，其3d、4s能級上的電子為其價電子，Co原子失去3個電子生成Co3+，其核外價電子排布式為3d74s2，3d能級上還需要3個電子填滿，Co3+核外3d能級上有2對成電子；

(2)Co3+的一種配離子[Co(N3)(NH3)5]2+中，Co3+的配位數是6，1個配離子中所含σ鍵的數目為6+2+3×5=23，1mol配離子中所含σ鍵的數目為23NA，配位體N3-中心原子價層電子對個數=2+=2，根據價層電子對互斥理論判斷該離子雜化類型為sp；

(3)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，所以向含Co2+的溶液中加入過量氨水可生成更穩定的[Co(NH3)6]2+；

(4)該晶體中Fe2+、Fe3+相等且等于4×=、CN-個數=12×=3，根據離子晶體呈電中性知，鉀離子個數==0.5，則該晶體中鉀離子、Fe原子、CN-個數之比=0.5：(0.5×2)：3=1：2：6，其化學式為KFe2(CN)6，立方體中Fe2+間連接起來形成的空間構型是正四面體；

(5)NiO的晶體結構如圖甲所示，其中離子坐標參數A為(0，0，0)，B為(1，1，0)，說明晶胞棱長為1，C離子位于晶胞右面面心上，距離X軸為1、距離Y軸為、距離Z軸為，所以C點參數為(1，，)；

(6)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，三角形的面積=[×2a×2a×sin60°×10-24]m2=×10-24a2m2，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2×10-24a2m2，O原子個數=×6=1，每平方米面積上分散的該晶體的質量=g=g=g。