Question

铁、钴、镍为第四周期第Ⅷ族元素，它们的性质非常相似，也称为铁系元素．
（1）铁、钴、镍都是很好的配位化合物形成体．
①[Co（H₂O）₆]²⁺在过量氨水中易转化为[Co（NH₃）₆]²⁺．写出Co²⁺的价层电子排布图

 

．[Co（H₂O）₆]²⁺中Co²⁺的配位数为

 

：NH₃分子的中心原子杂化方式为

 

．H₂O分子的立体构型为

 

．
②铁、镍易与一氧化碳作用形成羰基配合物，如：Fe（CO）₅，Ni（CO）₄等．CO与N₂属于等电子体，则CO分子中σ键和π键数目比为

 

，写出与CO互为等电子体的一种阴离子的离子符号

 

．
（2）+2价和+3价是Fe、Co、Ni等元素常见化合价．NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni²⁺和F₂²⁺的离子半径分别为69pm和78pm，则熔点NiO

 

FeO（选填“＜”“＞”“=”）；某种天然Nio晶体存在右图所示缺陷：一个Niz+空缺，另有两个Ni²⁺被两个Ni³⁺所取代．其结果晶体仍呈屯中性．某氧化镍样品组成为Ni_0.97O．该晶体中Ni³⁺与Ni²⁺的离子数之比为

 

．

Answer 1

考点：配合物的成键情况,共价键的形成及共价键的主要类型,判断简单分子或离子的构型,晶胞的计算

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）①根据构造原理写出电子排布式，再画出价电子轨道排布图；根据配合物的化学式确定配离子和外界离子，根据配离子确定配体的数目，即配位数；根据价层电子对互斥理论确定分子的空间构型及原子杂化方式，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数；
②CO分子中C原子上有一对孤对电子，C、O原子都符合8电子稳定结构，则C、O之间为三键，三键中含有1个σ键、2个π键，单键属于σ键；等电子体中原子数和价电子数都相同；
（2）离子晶体的熔点与离子键的强弱有关，离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，熔点越高；根据物质中阴阳离子电荷总数相等计算Ni³⁺、Ni²⁺的个数比；

解答： 解：（1）①Co元素为27号元素，原子核外有27个电子，所以核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²，Co²⁺3d轨道中有7个电子，且有3个单电子，其价电子轨道排布图为：；
[Co（H₂O）₆]²⁺中配体为H₂O，配合物的配位数为6；氨气中价层电子对个数=3+

1

2

×（5-3×1）=4且含有1个孤电子对，所以N原子采用sp³杂化；
H₂O中O原子的价层电子对个数=2+

1

2

×（6-2×1）=4且含有2个孤电子对，所以O原子采用sp³杂化，其空间构型为V形结构；

故答案为：；6；sp³；V形；
②CO分子中C原子上有一对孤对电子，C、O原子都符合8电子稳定结构，则CO的结构式为C≡O，三键中含有1个σ键、2个π键，单键属于σ键，则CO分子中σ键和π键数目比为1：2，则 N₂、CN^-、CO的原子数都是2，价电子数都是10，则互为等电子体，
故答案为：1：2；CN^-；
（2）Ni0、Fe0的晶体结构类型均与氯化钠的相同，说明二者都是离子晶体，离子晶体的熔点与离子键的强弱有关，离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，熔点越高．由于Ni²⁺的离子半径小于Fe²⁺的离子半径，所以熔点是NiO＞FeO；
设1mol Ni_0.97O中含Ni³⁺xmol，Ni²⁺为（0.97-x）mol，根据晶体仍呈电中性，可知 3x+2×（0.97-x）=2×1，x=0.06mol Ni²⁺为（0.97-x）mol=0.91mol，即离子数之比为Ni³⁺：Ni²⁺=0.06：0.91=6：91；
故答案为：＞；6：91；

点评：本题考查了基态原子的核外电子排布式、原子杂化方式、等电子体、晶胞的计算等知识点，为高频考点，侧重于基本概念的综合理解和运用的考查，明确晶胞中阴阳离子所带电荷相等是解本题的关键，题目难度中等．