Question

【題目】過渡元素由于其特殊的核外電子排布而其有特殊的性質，成為化學研究的重點和前沿。

(l）過波元素處于周期表的____區(qū)和f 區(qū)。

(2）過渡元素能形成簡單化合物，還能形成多種配位化合物

① 通常，d軌道全空或全滿的過渡金屬離子與水分子形成的配合物無顏色，否則有顏色。如[Co(H2O)6]2+顯粉紅色，據此判斷，[Mn(H2O)6]2+____（填“有”或“無”）顏色。

② Ni2+可形成多種配合物，如Ni(CN)42-。寫出CN-的電子式____，若其中兩個CN-被NO2-替換，得到的配合物只有兩種結構，則Ni(CN)42-的空間構型是_____, NO2-的空間構型是_____，其中N原子的雜化方式是_____。

③ 從結構角度分析并比較CoF2與CoCl2晶體的熔點高低___________。

（3）金、銅等金屬及合金可用作生產石墨烯的催化劑，下圖是一種銅金合金的晶胞示意圖：

① 在該銅金合金的晶體中，與Cu原子距離相等且最近的Au原子數為_______。

② 原子坐標參數是用來表示晶胞內部各原子相對位置的指標，若A的原子坐標參數為（0,0,0)；B的原子坐標參數為（0,1,0) , C的原子坐標參數為（l,0,0)。則D的原子子坐標參數為_________。

③ 若Au、Cu原子半徑分別為r1和r2,則該晶胞中的原子空間利用率為__________。

Answer 1

【答案】 d、ds 有 平面正方形 折線形 sp2 CoF2比CoCl2的熔點高，原因是氟離子半徑比氯離子半徑小，CoF2的晶格能更大。 4 （1/2,1,1/2） 或

【解析】(l)結合元素周期表的結構可知過渡元素處于周期表的d區(qū)、ds 區(qū)和f 區(qū)；

(2)① 基態(tài)Mn原子的電子排布式為[Ar]3d54s2，Mn2+的電子排布式為[Ar]3d5，d軌道為半充滿結構，與水分子形成的配合物[Mn(H2O)6]2+有顏色；

②CN-和N2是等電子體，則其電子式為；若其中兩個CN-被NO2-替換，得到的配合物只有兩種結構，說明存在同分異構體，則Ni(CN)42-的空間構型是平面正方形；NO2-中N原子價電子對數為： =3，N原子的雜化方式是sp2，形成三條雜化軌道，其中兩條雜化軌道與O形成了兩條共價鍵，一對孤對電子占據剩余的雜化軌道，其空間構型為V形或折線形 ；

③ 氟離子半徑比氯離子半徑小，CoF2的晶格能比CoCl2晶格能大，則CoF2比CoCl2的熔點高；

(3)

① 由銅金合金的晶體結構可知，與Cu原子距離相等且最近的Au為同一平面上的4個Au原子；

② 若A的原子坐標參數為(0,0,0)；B的原子坐標參數為(0,1,0) ，C的原子坐標參數為(l,0,0)，說明晶胞邊長為1，則D的原子子坐標參數為(，1， )

③ 每個晶胞中含有的銅原子數=6×=3，含有的金原子數=×8=1，所以它的化學式可表示為：Cu3Au或AuCu3，則Cu原子和Au原子體積和為π(3r23+r13) ，根據可知晶胞的邊長為 (r1+r2)，晶胞的體積為2 (r1+r2)3，空間利用率為×100%=[π(3r23+r13)]÷[2 (r1+r2)3]=。