Question

【題目】鈷及其化合物在生產生活中有廣泛應用。回答下列問題：

（1）基態鈷原子價電子排布式為___________。

（2）Co3+在水中易被還原成Co2+，而在氨水中可穩定存在，其原因為___________。

（3）[Co(NO3－)4]2－中Co2+的配位數為4，配體中N的雜化方式為___________，該配離子中各元素I1由小到大的順序為___________(填元素符號)，1mol該配離子中含σ鍵數目為___________NA。

（4）八面體配合物CoCl3·3NH3結構有___________種，其中極性分子有___________種。

（5）配合物Co2(CO)8的結構如下圖，該配合物中存在的作用力類型有___________(填標號)。

A.金屬鍵 B.離子鍵 C.共價鍵 D.配位鍵 E.氫鍵 F.范德華力

（6）鈷藍晶體結構如下圖，該立方晶胞由4個I型和4個Ⅱ型小立方體構成，其化學式為___________，晶體中Al3+占據O2－形成的___________(填“四面體空隙”或“八面體空隙”)。NA為阿伏加德羅常數的值，鈷藍晶體的密度為___________g·cm－3(列計算式)。

Answer 1

【答案】3d74s2 Co3+可與NH3形成較穩定的配合物 sp2 Co O N 16 2 2 ACDF CoAl2O4 八面體空隙

【解析】

根據核外電子排布規律分析解答；根據價層電子對互斥理論分析分子的空間結構；根據晶胞的結構分析計算晶胞中原子數目及密度。

（1）鈷原子核外有27個電子，基態原子價電子排布式為3d74s2，

故答案為：3d74s2；

（2）Co3+有空軌道，原因為Co3+可與NH3形成較穩定的配合物，

故答案為：Co3+可與NH3形成較穩定的配合物；

（3）配體NO3－中心原子N價電子層電子為3對，為平面三角形，雜化方式為sp2；非金屬性越強，第一電離能越大，由于N的電子排布是半滿穩定結構，所以第一電離能大于O，所以I1由小到大的順序為Co ＜O ＜N；硝酸根中σ鍵有3個，則一個[Co(NO3－)4]2－離子中含σ鍵數目為4+3×4=16，則1mol該配離子中含σ鍵數目為16NA，

故答案為：sp2；Co ＜O＜ N；16；

（4）根據八面體的空間構型配合物CoCl3·3NH3結構有2種，因為不能形成對稱結構，其中極性分子也是2種，

故答案為：2；2；

（5）根據圖示結構，兩個Co原子間存在金屬鍵，碳原子和氧原子間屬于共價鍵，CO與Co間是配位鍵，該配合物屬于分子晶體，所以還存在范德華力，故答案為：ACDF；

（6）根據鈷藍晶體晶胞結構分析，一個晶胞中含有的Co、Al、O個數分別為：4×（4×1/2）×2+4=8，4×4=16，8×4=32，所以化學式為CoAl2O4；根據結構觀察，晶體中Al3+占據O2－形成的八面體空隙；該晶胞的體積為（2a×10-7）3，該晶胞的質量為（32×16+16×27+8×59）/NA=，則鈷藍晶體的密度為，

故答案為：CoAl2O4，八面體空隙，。