Question

【題目】我國科學(xué)家借助自主研制的新型鎢鈷合金催化劑攻克了單壁碳納米管結(jié)構(gòu)的可控制備難題。

（1）基態(tài)鈷原子的核外未成對電子數(shù)為____。單壁碳納米管可看作石墨烯沿一定方向卷曲而成的空心圓柱體，其碳原子的雜化方式為____。

（2）納米結(jié)構(gòu)氧化鈷可在室溫下將甲醛（HCHO）完全催化氧化，已知甲醛各原子均滿足穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，甲醛分子屬____分子（選填“極性”“非極性”），其中心原子的VSEPR構(gòu)型為____。

（3）橙紅色晶體羰基鈷的熔點為52℃，分子式為Co2(CO)8，是一種重要的無機金屬配合物，可溶于多數(shù)有機溶劑。該晶體屬于______晶體，三種元素電負性由大到小的順序為（填元素符號）____。配體CO的任意一種等電子體的電子式：_________。配體CO中與Co形成配位鍵的原子是C非O,原因是_________。

（4）元素鐵、鈷、鎳并稱鐵系元素，性質(zhì)具有相似性。某含鎳化合物結(jié)構(gòu)如圖所示，分子內(nèi)的作用力不可能含有__________（填序號）。

A．離子鍵 B．共價鍵 C．金屬鍵 D．配位鍵 E．氫鍵 F. 范德華力

（5）鎢為熔點最高的金屬，硬度極大，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，已知鎢的密度為ρ g·cm-3，則每個鎢原子的半徑r＝____nm。（只需列出計算式）

Answer 1

【答案】3 sp2 極性 平面三角形 分子 O>C>Co N2、CN-、O22+、C22-等電子式如：氮氣的電子式為：，CN-的電子式這 C原子半徑比O大，電負性小，對孤對電子吸引較弱，更容易形成配位鍵 ACF ××107

【解析】

（1）Co元素是27號元素，結(jié)合構(gòu)造原理書寫核外電子排布式；碳原子形成3個C-C鍵，沒有孤電子對，雜化軌道為3；

（2）甲醛分子中C原子形成3個σ鍵，沒有孤電子對，價層電子對數(shù)=3+0=3，據(jù)此判斷空間構(gòu)型，正負電荷重心重合屬于非極性分子，否則屬于極性分子；

（3）熔點低，溶于有機溶劑，符合分子晶體的性質(zhì)；同周期主族元素自左而右電負性增大，一般非金屬性越強電負性越大；CO與氮氣分子互為等電子體，其結(jié)構(gòu)式為C≡O，三鍵含有1個鍵、2個π鍵，由此寫出電子式；配體CO中與Co形成配位鍵的原子是C非O,原因是C原子半徑比O大，電負性小，對孤對電子吸引較弱，更容易形成配位鍵。

（4）Ni與N原子之間形成配位鍵，非金屬原子之間形成共價鍵，氫鍵中H與O可能形成氫鍵，沒有離子鍵、金屬鍵、分子間作用力；

（5）處于體對角線上原子緊密相鄰，體對角線長度等于原子半徑的4倍，體對角線長度等于晶胞棱長的 倍，均攤法計算晶胞中W原子數(shù)目，再計算晶胞質(zhì)量，結(jié)合密度計算晶胞體積，晶胞體積開三次方得到晶胞棱長。

（1）Co元素是27號元素，核外電子排布式為：[Ar]3d74s2 ，基態(tài)鈷原子的核外未成對電子數(shù)為3，碳原子形成3個C-C鍵，沒有孤電子對，雜化軌道為3，碳原子雜化方式為：sp2，

（2）甲醛分子中C原子形成3個σ鍵，沒有孤電子對，價層電子對數(shù)=3+0=3，空間構(gòu)型為平面三角形，正負電荷重心不重合，屬于極性分子，其中心原子的VSEPR構(gòu)型為平面三角形。

（3）羰基鈷熔點低，溶于有機溶劑，屬于分子晶體；同周期主族元素自左而右電負性增大，一般非金屬性越強電負性越大，故電負性：O＞C＞Co，CO與氮氣分子互為等電子體，其結(jié)構(gòu)式為C≡O，三鍵含有1個鍵、2個π鍵，氮氣的電子式為：，CN-的電子式這。配體CO中與Co形成配位鍵的原子是C非O,原因是C原子半徑比O大，電負性小，對孤對電子吸引較弱，更容易形成配位鍵。

（4）Ni與N原子之間形成配位鍵，非金屬原子之間形成共價鍵，氫鍵中H與O可能形成氫鍵，沒有離子鍵、金屬鍵、范德華力，故選ACF；

（5）處于體對角線上原子緊密相鄰，體對角線長度等于原子半徑的4倍，體對角線長度等于晶胞棱長的 倍，晶胞中W原子數(shù)目=1+8×1/8=2，晶胞質(zhì)量=2×184/NAg，晶胞體積=2×184/NA g÷ρ g·cm-3=2×184/ρNAcm3，晶胞棱長= cm，故每個鎢原子的半徑r=1/4× × cm，即××107nm