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）某藍色晶體晶體結構如圖，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＋位于立方體的體心上。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________。K＋空缺率（體心中沒有K＋的占總體心的百分比）為_____________。

（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________。

圖甲 圖乙

（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－作密置單層排列，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 50% (1，，)

【解析】

（1）CO原子的核電荷數為27，基態CO的價電子排布式為3d74s2；Co2+核外電子排布為3d7，3d能級上有2對成對電子；

（2）氨氣分子和N3-中氮原子中有孤電子對，能夠與Co+形成配位鍵，共有5個氨分子和1個N3-離子，與Co+形成的的配位數為6；所以5 mol氨氣分子提供σ鍵為15mol，1 mol N3-中含有σ鍵2 mol，形成配位鍵有6 mol，所以1mol 配離子中所含σ鍵的數目為23NA；雜化軌道數=中心原子的孤電子對數+中心原子的σ鍵的數目，所以N3-中心氮原子孤電子對數為0，σ鍵的數目為2，所以雜化軌道數為2，屬于sp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；

（4）Fe2+、Fe3+占據立方體的互不相鄰的頂點，則每個立方體上有4個Fe2+、4個Fe3+，根據晶體的空間結構特點，每個頂點上的粒子有1/8屬于該立方體，則該立方體中有1/2個Fe2+、1/2個Fe3+，CN-位于立方體的棱上，棱上的微粒有1/4屬于該立方體，該立方體中有3個CN-，所以該晶體的化學式為 [FeFe(CN)6]-，由于物質呈電中性，所以需要一個鉀離子與之結合，所以該晶體的化學式為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形；

（5）若NiO晶胞中離子坐標參數A為（0，0，0），B為（1，1，0），則由圖可看出C離子坐標離x為1，離y為，離z為，則坐標參數為（1，，）；

（6）根據結構知，氧離子和相鄰的鎳離子之間的距離為2a，距離最近的兩個陽離子核間的距離是距離最近的氧離子和鎳離子距離的倍，所以其距離是2am；根據圖片知，每個氧化鎳所占的面積=2a m×2a m×sin60°×10-24，則每平方米含有的氧化鎳個數=1/(2a m×2a m×sin60°×10-24)=×1024；每個氧化鎳的質量=g，所以每平方米含有的氧化鎳質量=××1024=。