Question

【題目】鉑鈷合金是以鉑為基含鈷二元合金，在高溫下，鉑與鈷可無限互溶，其固溶體為面心立方晶格。鉑鈷合金磁性極強，磁穩定性較高，耐化學腐蝕性很好，主要用于航天航空儀表、電子鐘表、磁控管等。

（1）基態鈷原子的價電子排布圖為___________。

（2）二氯二吡啶合鉑是由Pt2+、Cl－和吡啶結合形成的鉑配合物，有順式和反式兩種同分異構體(如下圖)。科學研究表明，順式分子具有抗癌活性。

①吡啶分子是大體積平面配體，其結構簡式如圖所示。每個吡啶分子中含有的σ鍵數目為___________。吡啶分子中所含的各元素的電負性由大到小的順序是___________。

②二氯二吡啶合鉑中存在的微粒間作用力有___________(填字母)。

a.范德華力 b.氫鍵 c.金屬鍵 d.非極性鍵

③反式二氯二吡啶合鉑分子是___________(填“極性分子”或“非極性分子”)。

（3）某研究小組將平面型的鉑配合物分子進行層狀堆砌，使每個分子中的鉑原子在某一方向上排列成行，構成能導電的“分子金屬”，其結構如下圖所示。

①“分子金屬”可以導電，是因為___________能沿著其中的金屬原子鏈流動。

②“分子金屬”中，鉑原子是否以sp3的方式雜化?_________(填“是”或“否”)，其理由是_______。

（4）金屬鉑晶體中，鉑原子的配位數為12，其立方晶胞沿x、y或z軸的投影圖如圖所示。若金屬鉑的密度為dg·cm－3，則晶胞參數a=______nm(列計算式)。

Answer 1

【答案】 11 N>Cl>C ad 非極性分子 電子 否 若鉑原子軌道為sp3雜化，則該分子結構為四面體，非平面結構 （或）

【解析】

（1）鈷為27號元素，價電子排布為3d74s2，則基態鈷原子的價電子排布圖為；

（2）①吡啶環上的原子形成6個鍵，還有5個C-H鍵，故每個吡啶分子中含有的鍵數目為11；

同一周期主族元素從左到右第一電離能有增大的趨勢，但由于氮原子核外p軌道處于半充滿狀態，第一電離能相對較高，故C、N、Cl三種元素的第一電離能由大到小的順序是N>Cl>C；

②二氯二吡啶合鉑為分子晶體，故含有范德華力；二氯二吡啶合鉑是由Pt2+、Cl－和吡啶結合形成的鉑配合物，Pt2+、與2個Cl－、吡啶形成配位鍵，沒有離子鍵，吡啶中碳原子之間形成極性鍵、不同原子之間形成非極性鍵，C-H鍵中氫原子不能形成氫鍵，也沒有金屬鍵，故選ad項。

③反式二氯二吡啶合鉑分子結構式為：其結構對稱，是非極性分子。

（3）①金屬中不含陰陽離子，其能導電是因為電子定向移動形成電流；

②該分子為平面型的鉑配合物分子，鉑原子軌道不能sp3雜化。

（4）金屬鉑晶體中，鉑原子的配位數為12，為立方晶胞，結合沿x、y或z軸的投影圖，可知鉑為面心立方最密堆積，Pt原子處于頂點、面心，晶胞中Pt原子數目=8+6=4，則=d g·cm－3，解得a=（或）。

（1）鈷為27號元素，價電子排布為3d74s2，則基態鈷原子的價電子排布圖為；

故答案為：；

（2）①吡啶環上的原子形成6個鍵，還有5個C-H鍵，故每個吡啶分子中含有的鍵數目為11；

同一周期主族元素從左到右第一電離能有增大的趨勢，但由于氮原子核外p軌道處于半充滿狀態，第一電離能相對較高，故C、N、Cl三種元素的第一離能由大到小的順序是N>Cl>C；

②二氯二吡啶合鉑為分子晶體，故含有范德華力；二氯二吡啶合鉑是由Pt2+、Cl－和吡啶結合形成的鉑配合物，Pt2+、與2個Cl－、吡啶形成配位鍵，沒有離子鍵，吡啶中碳原子之間形成極性鍵、不同原子之間形成非極性鍵，C-H鍵中氫原子不能形成氫鍵，也沒有金屬鍵，故選ad項。

③反式二氯二吡啶合鉑分子結構式為：其結構對稱，是非極性分子。

故答案為：11；N>Cl>C；ad；非極性分子；

（3）①分子金屬中不含自由移動的陰、陽離子，其能導電是因為有自由電子能沿著其中的金屬原子鏈流動，電子定向移動形成電流；

②該分子為平面型的鉑配合物分子，鉑原子軌道不能sp3雜化，若鉑原子軌道為sp3雜化，則該分子結構為四面體，非平面結構；

故答案為：電子；否；若鉑原子軌道為sp3雜化，則該分子結構為四面體，非平面結構；

（4）金屬鉑晶體中，鉑原子的配位數為12，為立方晶胞，結合沿x、y或z軸的投影圖，可知鉑為面心立方最密堆積，Pt原子處于頂點、面心，晶胞中Pt原子數目=8+6=4，則晶胞的質量為=d g·cm－3，解得a=（或）。