题目内容

【题目】铂钻合金是以铂为基含钻二元合金,在高温下,铂与钻可无限互溶,其固溶体为面心立方晶格。铂钻合金磁性极强,磁稳定性较高,耐化学腐蚀性很好,主要用于航天航空仪表电子钟表磁控管等。

(1)基态钴原子的价电子排布图为______。

(2)二氯二吡啶合铂是由Pt2+、Cl-和吡啶结合形成的铂配合物,有顺式和反式两种同分异构体(如图)。科学研究表明,顺式分子具有抗癌活性。

①吡啶分子是大体积平面配体,其结构简式如图所示,每个分子中含有的σ键数目为______。二氯二吡啶合铂分子中所含的C、N、Cl三种元素的第一电离能由大到小的顺序是______。

②二氯二吡啶合铂中存在的微粒间作用力有______(填字母)。

a.范德华力b.氢键c.金属键d非极性键

③反式二氯二吡啶合铂分子是______(填“极性分子”或“非极性分子”)。

(3)某研究小组将平面型的铂配合物分子进行层状堆砌,使每个分子中的铂原子在某一方向上排列成行,构成能导电的“分子金属”,其结构如图所示。

①“分子金属”可以导电,是因为______能沿着其中的金属原子链流动。

②“分子金属”中,铂原子是否以sp3的方式杂化?______(填“是”或“否”),其理由是______。

(4)筑波材料科学国家实验室一个科研小组发现了在5K下呈现超导性的晶体CoO2,该晶体具有层状结构(如图所示,小球表示Co原子,大球表示O原子),图中用粗线画出的重复结构单元示意图不能描述CoO2的化学组成的是______(填字母)。

(5)金属铂品体中,铂原子的配位数为12,其立方晶胞沿式x、y或z轴的投影图如图所示,若金属铂的密度为dgm-3,则晶胞参数a=______nm(列计算式)。

【答案】 11 N>Cl>C ad 非极性分子 电子 否 若铂原子轨道为sp3杂化,则该分子结构为四面体,非平面结构 B 或

【解析】

(1)过渡金属的价电子包含3d能级与4s能级的电子;

(2)①相邻两原子间的第一条共价键为σ键,图中给定的为二氯二吡啶合铂,则吡啶分子(),分子式为C5H5N,C-H键、C-N及C-C第一条为σ键,共计11条;第一电离能同周期中,有增大的趋势,处于充满或半充满状态时大于其后的电离能,由大到小的顺序为:N>Cl>C;

②二氯二吡啶合铂中,C-C间存在非极性键,Pt-N间存在配位键,分子间存在范德华力;

③根据图像可知,反式二氯二吡啶合铂分子的结构为完全对称,正负电荷中心重合,分子是非极性分子;

(3)①已知,每个分子中的铂原子在某一方向上排列成行,构成能导电的“分子金属”,则Pt金属的价电子可在金属Pt间传递而导电;

②“分子金属”中,铂原子的配位数为4,若铂原子以sp3的方式杂化,则为四面体构型,如图中给定的信息可知,“分子金属”为平面构型;

(4)根据晶体的化学式可知,Co:O=1:2,A.Co原子数为1,O原子为4×=2,符合比例;B. Co原子数为1,O原子为4×=1,不符合比例;C. Co原子数为1+4×=2,O原子为4,符合比例;D. Co原子数为4×=1,O原子为4×=2,符合比例;答案为B;

(5)金属铂晶体中,铂原子的配位数为12,为最密堆积,根据投影图可知,则晶体为面心立方最密堆积,一个晶胞中含有的铂原子个数为:8×+6×=4,金属铂晶体的棱长为a,ρ==;

(1)过渡金属的价电子包含3d能级与4s能级的电子,答案为:;

(2)①相邻两原子间的第一条共价键为σ键,图中给定的为二氯二吡啶合铂,则吡啶分子(),分子式为C5H5N,C-H键、C-N及C-C第一条为σ键,共计11条;第一电离能同周期中,有增大的趋势,处于充满或半充满状态时大于其后的电离能,由大到小的顺序为:N>Cl>C;

②二氯二吡啶合铂中,C-C间存在非极性键,Pt-N间存在配位键,分子间存在范德华力,答案为ad;

③根据图像可知,反式二氯二吡啶合铂分子的结构为完全对称,正负电荷中心重合,分子是非极性分子;

(3)①已知,每个分子中的铂原子在某一方向上排列成行,构成能导电的“分子金属”,则Pt金属的价电子可在金属Pt间传递而导电;

②“分子金属”中,铂原子的配位数为4,若铂原子以sp3的方式杂化,则为四面体构型,如图中给定的信息可知,“分子金属”为平面构型,答案为否;若铂原子轨道为sp3杂化,则该分子结构为四面体,非平面结构;

(4)根据晶体的化学式可知,Co:O=1:2,A.Co原子数为1,O原子为4×=2,符合比例;B. Co原子数为1,O原子为4×=1,不符合比例;C. Co原子数为1+4×=2,O原子为4,符合比例;D. Co原子数为4×=1,O原子为4×=2,符合比例;答案为B;

(5)金属铂晶体中,铂原子的配位数为12,为最密堆积,根据投影图可知,则晶体为面心立方最密堆积,一个晶胞中含有的铂原子个数为:8×+6×=4,金属铂晶体的棱长为a,ρ==,则a=或;

练习册系列答案
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