Question

【题目】Co、Ni的化合物在生产生活中有着广泛的应用。

(1)Co元素在周期表中的位置是4周期________族。基态Co原子的简化电子排布式为_________。

(2)乙二胺NH2-CH2-CH2-NH2(缩写符号en)中N原子的杂化方式为________杂化。en可以与Co形成配合物[Co(en)2Cl2]Cl·HCl·2H2O，配离子结构如下左图所示，中心离子的配位数为_______，配合物晶体中可能存在的作用力有___________。

A 离子键 B 极性共价键 C 非极性共价键 D 配位键 E 氢键

(3)天然氧化镍晶体中总是存在晶体缺陷，如图所示。NiXO晶体中x值为，若晶体中的Ni分别为Ni2+、Ni3+，此晶体中Ni2+与Ni3+的最简整数比为______。

(4)一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”，可以认为O2-作密置单层排列， Ni2+填充其中(如图)，己知O2-的半径为a pm，每平方米面积上分散的该晶体的质量为_____g(用a、NA表示)。

Answer 1

【答案】VIII [Ar]3d74s2 sp3 6 ABCDE 8:3

【解析】

(1)钴为27号元素，据此书写基态Co原子电子排布式并判断在元素周期表中的位置；

(2)根据杂化轨道数=共价键数+孤电子对数分析判断N原子的杂化类型；根据配离子的结构图判断配位数；该配合物晶体属于离子化合物，结合配体为乙二胺和氯原子分析判断可能存在的作用力；

(3)根据NiXO中化合价代数和为零列式计算；

(4)根据，计算含有的原子数，结合小平行四边形的面积计算。

(1)钴为27号元素，基态Co原子的价电子为其3d、4s能级上的电子，其简化电子排布式为[Ar]3d74s2，位于元素周期表的第四周期Ⅷ族，故答案为：Ⅷ；[Ar]3d74s2；

(2)乙二胺分子中N原子成键时，形成三根共价键，本身含有一对孤电子对，杂化轨道数=共价键数+孤电子对数，则N原子的杂化轨道数目为4，根据杂化轨道理论，N原子为sp3杂化；根据配离子的结构图，该配离子与2个乙二胺分子中的4个N原子形成4个配位键，与2个氯原子形成2个配位键，配位数为6；该配合物晶体属于离子化合物，含有离子键，有机配体中含有共价键，N和C之间是极性键，C与C之间是非极性键，中心原子与配离子间存在配位键，乙二胺分子间还可能形成氢键，故答案为：sp3；6；ABCDE；

(3)设晶体中Ni2﹢与Ni3﹢的最简整数比为x∶y，根据NiXO中化合价代数和为零可知×0.88=2，由此解得x∶y=8∶3，故答案为：8∶3；

(4)根据图知，每个Ni原子被3个O原子包围、每个O原子被3个Ni原子包围，如图所示，相邻的3个圆中心连线为正三角形，三角形的边长为2apm，每个三角形含有一个Ni原子，含有的O原子数=×3=，三角形的面积=[×2a×2a×sin60°×10-24]m2=×10-24 a2 m2，如图实际上每个Ni原子被两个小三角形包含，小平行四边形面积为2×10-24 a2m2，O原子个数=×2=1，每平方米面积上分散的该晶体的质量=×g=g=g，故答案为：。