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(wú)限互溶，其固溶體為面心立方晶格。鉑鈷合金磁性極強(qiáng)，磁穩(wěn)定性較高，耐化學(xué)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(tài)鈷原子的價(jià)電子排布圖為___________。

（2）二氯二吡啶合鉑是由Pt2+、Cl－和吡啶結(jié)合形成的鉑配合物，有順式和反式兩種同分異構(gòu)體(如下圖)。科學(xué)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示。每個(gè)吡啶分子中含有的σ鍵數(shù)目為___________。吡啶分子中所含的各元素的電負(fù)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(jìn)行層狀堆砌，使每個(gè)分子中的鉑原子在某一方向上排列成行，構(gòu)成能導(dǎo)電的“分子金屬”，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。

①“分子金屬”可以導(dǎo)電，是因?yàn)?/span>___________能沿著其中的金屬原子鏈流動(dòng)。

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(shù)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(shù)a=______nm(列計(jì)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(jié)構(gòu)為四面體，非平面結(jié)構(gòu) （或）

【解析】

（1）鈷為27號(hào)元素，價(jià)電子排布為3d74s2，則基態(tài)鈷原子的價(jià)電子排布圖為；

（2）①吡啶環(huán)上的原子形成6個(gè)鍵，還有5個(gè)C-H鍵，故每個(gè)吡啶分子中含有的鍵數(shù)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(shì)，但由于氮原子核外p軌道處于半充滿狀態(tài)，第一電離能相對(duì)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(jié)合形成的鉑配合物，Pt2+、與2個(gè)Cl－、吡啶形成配位鍵，沒(méi)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(méi)有金屬鍵，故選ad項(xiàng)。

③反式二氯二吡啶合鉑分子結(jié)構(gòu)式為：其結(jié)構(gòu)對(duì)稱，是非極性分子。

（3）①金屬中不含陰陽(yáng)離子，其能導(dǎo)電是因?yàn)殡娮佣ㄏ蛞苿?dòng)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(shù)為12，為立方晶胞，結(jié)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(diǎn)、面心，晶胞中Pt原子數(shù)目=8+6=4，則=d g·cm－3，解得a=（或）。

（1）鈷為27號(hào)元素，價(jià)電子排布為3d74s2，則基態(tài)鈷原子的價(jià)電子排布圖為；

故答案為：；

（2）①吡啶環(huán)上的原子形成6個(gè)鍵，還有5個(gè)C-H鍵，故每個(gè)吡啶分子中含有的鍵數(shù)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(shì)，但由于氮原子核外p軌道處于半充滿狀態(tài)，第一電離能相對(duì)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(jié)合形成的鉑配合物，Pt2+、與2個(gè)Cl－、吡啶形成配位鍵沒(méi)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(méi)有金屬鍵，故選ad項(xiàng)。

③反式二氯二吡啶合鉑分子結(jié)構(gòu)式為：其結(jié)構(gòu)對(duì)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(dòng)的陰、陽(yáng)離子，其能導(dǎo)電是因?yàn)橛凶杂呻娮幽苎刂�其中的金屬原子鏈流�?dòng)，電子定向移動(dòng)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(jié)構(gòu)為四面體，非平面結(jié)構(gòu)；

故答案為：電子；否；若鉑原子軌道為sp3雜化，則該分子結(jié)構(gòu)為四面體，非平面結(jié)構(gòu)；

（4）金屬鉑晶體中，鉑原子的配位數(shù)為12，為立方晶胞，結(jié)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(diǎn)、面心，晶胞中Pt原子數(shù)目=8+6=4，則晶胞的質(zhì)量為=d g·cm－3，解得a=（或）。