Question

【題目】鈷（Co）是人體必需的微量元素。含鈷化合物作為顏料，具有悠久的歷史，在機(jī)械制造、磁性材料等領(lǐng)域也具有廣泛的應(yīng)用。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）Co基態(tài)原子的外圍電子排布式為 ；

（2）酞菁鈷近年來(lái)在光電材料、非線性光學(xué)材料、光動(dòng)力學(xué)療法中的光敏劑、催化劑等方面得到了廣泛的應(yīng)用。其結(jié)構(gòu)如圖所示，中心離子為鈷離子。

①酞菁鈷中三種非金屬原子的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?/span> ；

（用相應(yīng)的元素符號(hào)作答）；碳原子的雜化軌道類(lèi)型為 ；

②與鈷離子通過(guò)配位鍵結(jié)合的氮原子的編號(hào)是 ；

（3）Co的一種氧化物的晶胞如下圖所示，在該晶體中與一個(gè)鈷原子等距離且最近的鈷原子有_________個(gè)；筑波材料科學(xué)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室一個(gè)科研小組發(fā)現(xiàn)了在 5K 下呈現(xiàn)超導(dǎo)性的晶體，該晶體具有CoO2的層狀結(jié)構(gòu)(如下圖所示，小球表示Co原子，大球表示O原子）。下列用粗線畫(huà)出的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元示意圖不能描述CoO2的化學(xué)組成的是 。

Answer 1

【答案】（1）3d74s2；（2）①N>C>H ， sp2； ②2、4 ；（3）12 ，D .

【解析】

試題分析：Co是27號(hào)元素基態(tài)原子的外圍電子排布式為3d74s2，答案為：3d74s2；（2）①酞菁鈷中三種非金屬原子分別為H、C、N，電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?/span>N>C>H，結(jié)構(gòu)中可以看出所有的碳原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)都為3，雜化方式為sp2雜化，答案為：N>C>H ， sp2； ②含有孤對(duì)電子的N原子與Co通過(guò)配位鍵結(jié)合，形成配位鍵后形成4對(duì)共用電子對(duì)，形成3對(duì)共用電子對(duì)的N原子形成普通的共價(jià)鍵，1、3號(hào)N原子形成3對(duì)共用電子對(duì)為普通共價(jià)鍵，2、4號(hào)N原子形成4對(duì)共用電子對(duì)，與Co原子通過(guò)配位鍵結(jié)合，答案為：2、4 ；（3）由氧化鈷晶胞結(jié)構(gòu)可知晶胞中Co、O原子數(shù)目比為1:1，假設(shè)黑色球是Co原子，以頂點(diǎn)鈷原子為研究對(duì)象，與之最近的Co原子位于面心，每個(gè)頂點(diǎn)8個(gè)晶胞共用，每個(gè)面心為2個(gè)晶胞共用，在該晶體中與一個(gè)Co原子等距且最近的Co原子的個(gè)數(shù)為3x8/2=12，CoO2重復(fù)結(jié)構(gòu)單元中Co、O原子個(gè)數(shù)比為1:2，有圖像，A.中Co、O原子個(gè)數(shù)比為1:4x1/2=1:2，符合；B. 中Co、O原子個(gè)數(shù)比為(1+4x1/4):4=1:2，符合；C. 中Co、O原子個(gè)數(shù)比為4x1/4:4x1/2=1:2，符合；D. 中Co、O原子個(gè)數(shù)比為4x1/4:1=1:1，不符合，答案為：12，D.