Question

【題目】由S、Cl及Fe、Co、Ni等過渡元素組成的新型材料有著廣泛的用途，回答下列問題:

（1）鈷元素基態(tài)原子的電子排布式為_______，P、S、C1的第一電離能由大到小順序為________。

（2）SCl2分子中的中心原子雜化軌道類型是_______，該分子空間構(gòu)型為________。

（3）Fe、Co、Ni等過渡元素易與CO形成配合物，化學(xué)式遵循18電子規(guī)則:中心原子的價電子數(shù)加上配體提供的電子數(shù)之和等于18，如Ni與CO形成配合物化學(xué)式為Ni(CO)4，則Fe與CO形成配合物化學(xué)式為_______。Ni(CO)4中σ鍵與π鍵個數(shù)比為______，已知:Ni(CO)4熔點-19.3℃,沸點43℃，則Ni(CO)4為_______晶體。

（4）已知NiO的晶體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

①NiO的晶體結(jié)構(gòu)可描述為:氧原子位于面心和頂點，氧原子可形成正八面體空隙和正四面體空隙，鎳原子填充在氧原子形成的空隙中。則NiO晶體中鎳原子填充在氧原子形成的____體空隙中。

②已知MgO與NiO的晶體結(jié)構(gòu)相同，其中Mg2+和Ni2+的離子半徑分別為66pm和69pm。則熔點:MgO____NiO(填“>”、“<”或“=”)，理由是_______________。

③一定溫度下，NiO晶體可以自發(fā)地分散并形成“單分子層”，可以認(rèn)為O2-作密置單層排列，Ni2+填充O2-形成的正三角形空隙中(如圖2)，己知O2-的半徑為am,每平方米面積上分散的NiO的質(zhì)量為______g。(用a、NA表示)

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar] 3d74s2 Cl> P > S sp3 V 形 Fe(CO)5 1︰1 分子 正八面 ＞ Mg2+半徑比 Ni2+小， MgO 的晶格能比 NiO 大

【解析】（1）鈷元素是第27號元素，位于第四周期第ⅧB族，基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar] 3d74s2；同周期元素第一電離能從左到右有增大的趨勢，第一電離能排序時，P元素電子排布有半充滿結(jié)構(gòu)，第一電離能較高，高于S 元素而低于Cl 元素，故第一電離能大小順序為Cl> P > S。（2）做配體時有2個孤對電子，則可提供的電子數(shù)為2，的價電子是，一共有8個，遵循18電子規(guī)則，則與形成配合物化學(xué)式為。中原子雜化軌道數(shù)為，采取雜化方式，該分子構(gòu)型為V形。（3）每個分子內(nèi)含有1個鍵和2個鍵，而每個分子同時又通過1個配位鍵與原子連接，所以鍵和鍵之比為。是由配位鍵形成的化合物，配位鍵屬于共價鍵的一種，所以該物質(zhì)是分子晶體。（4）①由圖可知，氧原子形成的正四面體空隙中不含鎳原子，中間是空的，形成的正八面體空隙中含有一個鎳原子，則該晶體中鎳原子填充在氧原子形成的正八面體空隙中。②晶體結(jié)構(gòu)相同時，離子半徑越小離子鍵強(qiáng)度越高，半徑比小，的晶格能比大，故熔點。

③圖中的單分子層可以如圖畫出一維重復(fù)單元：

重復(fù)單元呈平行四邊形，是相鄰四個原子球中心的連線，每個重復(fù)單元包含1個原子和1個原子，相對分子質(zhì)量為75。重復(fù)單元所占的平行四邊形面積：，則1平方米上該晶體質(zhì)量為：，即。