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，在機械制造、磁性材料等領域也具有廣泛的應用。請回答下列問題：

（1）Co基態原子的外圍電子排布式為 ；

（2）酞菁鈷近年來在光電材料、非線性光學材料、光動力學療法中的光敏劑、催化劑等方面得到了廣泛的應用。其結構如圖所示，中心離子為鈷離子。

①酞菁鈷中三種非金屬原子的電負性由大到小的順序為 ；

（用相應的元素符號作答）；碳原子的雜化軌道類型為 ；

②與鈷離子通過配位鍵結合的氮原子的編號是 ；

（3）Co的一種氧化物的晶胞如下圖所示，在該晶體中與一個鈷原子等距離且最近的鈷原子有_________個；筑波材料科學國家實驗室一個科研小組發現了在 5K 下呈現超導性的晶體，該晶體具有CoO2的層狀結構(如下圖所示，小球表示Co原子，大球表示O原子）。下列用粗線畫出的重復結構單元示意圖不能描述CoO2的化學組成的是 。

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號元素基態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，電負性由大到小的順序為N>C>H，結構中可以看出所有的碳原子的價層電子對數都為3，雜化方式為sp2雜化，答案為：N>C>H ， sp2； ②含有孤對電子的N原子與Co通過配位鍵結合，形成配位鍵后形成4對共用電子對，形成3對共用電子對的N原子形成普通的共價鍵，1、3號N原子形成3對共用電子對為普通共價鍵，2、4號N原子形成4對共用電子對，與Co原子通過配位鍵結合，答案為：2、4 ；（3）由氧化鈷晶胞結構可知晶胞中Co、O原子數目比為1:1，假設黑色球是Co原子，以頂點鈷原子為研究對象，與之最近的Co原子位于面心，每個頂點8個晶胞共用，每個面心為2個晶胞共用，在該晶體中與一個Co原子等距且最近的Co原子的個數為3x8/2=12，CoO2重復結構單元中Co、O原子個數比為1:2，有圖像，A.中Co、O原子個數比為1:4x1/2=1:2，符合；B. 中Co、O原子個數比為(1+4x1/4):4=1:2，符合；C. 中Co、O原子個數比為4x1/4:4x1/2=1:2，符合；D. 中Co、O原子個數比為4x1/4:1=1:1，不符合，答案為：12，D.