Question

【题目】含钴化合物在机械制造、磁性材料等领域具有广泛的应用，请回答下列问题：

(1)基态Co3+的价电子排布图为____。

(2)钴的配合物[Co(NH3)5Br](NO3)2

①第一电离能N_____O(填“大于”、“小于”或“不能确定”)；两种配位原子的杂化轨道类型均为____；

②钴离子周围配位键数目（配位数）是 ___；N03-的空间构型为____；

③已知Br的含氧酸酸性由强到弱的顺序为HBrO4>HBrO3>HBrO2>HBrO，其原因是____。

(3)某钴氧化物品体具有CoO2的层状结构如下图所示(小球表示Co，大球表示O)。下列用粗线面出的结构单元不能描述CoO2)的化学组成的是_____

(4)Co的另一种氧化物的晶胞如图，已知钴原子的半径为apm，氧原子的半径为b pm，它们在晶体中是紧密接触的，钴原子填在氧原子的 ___填“正八面体”、“正四面体”或“立方体”）空隙；钴原子与跟它次近邻的氧原子之间的距离为____；在该钴的氧化物品体中原子的空间利用率为____（均用含a、b的计算表达式表示）。

Answer 1

【答案】 大于 sp3 6 平面（正）三角形 含氧酸的中心元素 相同时，非羟基氧越多，中心元素的正电性越高，导致Br-O-H中的O的电子向Br偏移，在水分子作用下也就越易电离H+ D 正八面体

【解析】(1)钴价电子为9，基态Co3+的价电子排布图为；（2）①氮的3P处于半充满状态，第一电离能N大于O；两种配位原子的杂化轨道类型均为sp3 ；②钴离子周围上下左右前后位置有氧原子，配位键数目（配位数）是6；氮形成3个δ键，sp2杂化，N03-的空间构型为平面（正）三角形 ；③已知Br的含氧酸酸性由强到弱的顺序为HBrO4>HBrO3>HBrO2>HBrO，其原因是含氧酸的中心元素 相同时，非羟基氧越多，中心元素的正电性越高，导致Br-O-H中的O的电子向Br偏移，在水分子作用下也就越易电离H+；(3)CoO2的重复结构单元示意图中Co、O原子数目之比应为1：2，由图象可知：A中Co、O原子数目之比为1：4×1/2=1：2，符合，B中Co、O原子数目之比为（1+4×1/4）：4=1：2，符合，C中Co、O原子数目之比为4×1/4：4×1/2=1：2，符合，D中Co、O原子数目之比为1：4×1/4=1：1，不符合，故选D。(4)钴原子填在氧原子的正八面体的空隙里，钴原子与跟它次近邻的氧原子之间的距离为 pm；每个晶胞中含有的Co原子为：8×1/8+6×1/2=4，O为12×1/4+1=4，4个Co和O原子的体积为 ×4，晶胞的体积：（2a+2b）3，在该钴的氧化物品体中原子的空间利用率为 。