Question

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

（1）基態(tài)Co原子的價(jià)電子排布式為____________

（2）已知HN3是一種弱酸，其在水溶液中的電離方程式為HN3H++N3-,與N3-互為等電子體的一種分子為：_______，N3-離子雜化類型為___________。

（3）Co3+的一種配離子[Co(N3)(NH3)5]2+中，Co3+ 的配位數(shù)是___________，1mol該配離子中所含σ鍵的數(shù)目為____，配位體NH3的空間構(gòu)型為：___________ 。

（4）某藍(lán)色晶體中，Fe2+、Fe3+分別占據(jù)立方體互不相鄰的頂點(diǎn)，而立方體的每條棱上均有一個(gè)CN-，K+位于立方體的某恰當(dāng)位置上。據(jù)此可知該晶體的化學(xué)式為____________，立方體中Fe2+間連接起來(lái)形成的空間構(gòu)型是_____________。

（5）NiO的晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示，其中離子坐標(biāo)參數(shù)A為(0，0，0)，B為(1，1，0)，則C離子坐標(biāo)參數(shù)為_______________。

（6）一定溫度下，NiO晶體可以自發(fā)地分散并形成“單分子層”，可以認(rèn)為O2-作密置單層排列，Ni2+填充其中（如下圖），已知O2-的半徑為a pm，每平方米面積上分散的該晶體的質(zhì)量為__________g（用含a、NA的代數(shù)式表示）。

Answer 1

【答案】3d74s2 CO2 sp 6 23NA 三角錐形 KFe2(CN)6 正四面體形 (1，1/2，1/2) （或）

【解析】

第（2）問(wèn)，原子數(shù)相同、電子總數(shù)相同的分子,互稱為等電子體；第（6）問(wèn)，求每平方米面積上分散的該晶體的質(zhì)量，先由圖中幾何關(guān)系求出每個(gè)氧化鎳所占的面積，進(jìn)而求出每平方米含有的氧化鎳個(gè)數(shù)，再用每個(gè)氧化鎳的質(zhì)量乘以每平方米含有的氧化鎳個(gè)數(shù)可求。注意單位的換算。

（1）CO原子的核電荷數(shù)為27，基態(tài)Co原子的價(jià)電子排布式為3d74s2；

（2）與N3-互為等電子體的一種分子為：CO2。雜化軌道數(shù)=中心原子的孤電子對(duì)數(shù)+中心原子的σ鍵的數(shù)目，所以N3-中心氮原子孤電子對(duì)數(shù)為0，σ鍵的數(shù)目為2，所以雜化軌道數(shù)為2，故N3-離子雜化類型為sp；

（3）Co3+的一種配離子[Co(N3)(NH3)5]2+中，氨氣分子和N3-中氮原子中有孤電子對(duì)，能夠與Co+形成配位鍵，共有5個(gè)氨分子和1個(gè)N3-離子，Co3+的配位數(shù)是6。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，則1mol該配離子中所含σ鍵的數(shù)目為23NA。配位體NH3的空間構(gòu)型為：三角錐形；

（4）Fe2+、Fe3+占據(jù)立方體的互不相鄰的頂點(diǎn)，則每個(gè)立方體上有4個(gè)Fe2+、4個(gè)Fe3+，根據(jù)晶體的空間結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，每個(gè)頂點(diǎn)上的粒子有1/8屬于該立方體，則該立方體中有1/2個(gè)Fe2+、1/2個(gè)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(gè)CN-，所以該晶體的化學(xué)式為 [FeFe(CN)6]-，由于物質(zhì)呈電中性，所以需要一個(gè)鉀離子與之結(jié)合，所以該晶體的化學(xué)式為KFe2(CN)6；立方體中Fe2+間連接起來(lái)形成的空間構(gòu)型是正四面體形；

（5）NiO的晶體中離子坐標(biāo)參數(shù)A為(0，0，0)，B為(1，1，0)，則由圖可看出C離子坐標(biāo)離x為1，離y為1/2，離z為1/2，則C離子坐標(biāo)參數(shù)為(1，1/2，1/2)；

（6）根據(jù)結(jié)構(gòu)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(gè)陽(yáng)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2 am；根據(jù)圖片知，每個(gè)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(gè)數(shù)=1/(2a m×2a m×sin60°×10-24)= ×1024；每個(gè)氧化鎳的質(zhì)量= g，所以每平方米含有的氧化鎳質(zhì)量=（或）g。