Question

【題目】鎳、鈷、鈦、銅等元素常用作制備鋰離子電池的正極材料或高效催化劑。NA表示阿伏加德羅常數(shù)，請?zhí)顚懴铝锌瞻住?/span>

（1）基態(tài)Co原子的電子排布式為___。

（2）鎳與CO生成的配合物Ni(CO)4中，易提供孤電子對的成鍵原子是___（填元素名稱）；1 molNi(CO)4中含有的σ鍵數(shù)目為__；寫出與CO互為等電子體的一種陰離子的化學(xué)式_____。

（3）Ti(BH4)2是一種儲氫材料。BH4-的空間構(gòu)型是____，B原子的雜化方式__。與鈦同周期的第ⅡB族和ⅢA族兩種元素中第一電離能較大的是___（寫元素符號），原因是____。

（4）CuFeS2的晶胞如圖所示，晶胞參數(shù)分別為anm、bnm、cnm；CuFeS2的晶胞中每個Cu原子與___個S原子相連，晶體密度ρ＝___g·cm3（列出計算表達(dá)式）。

以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，例如圖中原子2和3的坐標(biāo)分別為（0，1，）、（，，0），則原子1的坐標(biāo)為___。

Answer 1

【答案】[Ar]3d74s2 碳 8NA CN－或C22－ 正四面體 sp3 Zn Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，較難失電子 4 （，，）

【解析】

(1)Co是27號元素，結(jié)合構(gòu)造原理寫出電子排布式；

(2)Ni原子含有空軌道，CO與氮?dú)饣�為等電子體，二者化學(xué)鍵類似，CO分子中C、O原子均有1對孤對電子，結(jié)合電負(fù)性判斷哪個原子更易提供孤對電子形成配位鍵；Ni(CO)4分子中有4個配位鍵，屬于σ鍵，CO中含有1個σ鍵，故1個Ni(CO)4分子中有8個σ鍵；

(3)根據(jù)價層電子對個數(shù)=σ鍵個數(shù)+孤電子對個數(shù)計算判斷BH4-中B原子雜化類型和空間構(gòu)型；結(jié)合原子軌道中電子處于全滿、全空或半滿時較穩(wěn)定分析判斷；

(4)根據(jù)均攤法計算晶胞中含有的原子個數(shù)，再根據(jù)ρ=計算；根據(jù)原子2和3的坐標(biāo)分析判斷出坐標(biāo)原點(diǎn)，再根據(jù)圖示判斷原子1的坐標(biāo)。

(1)鈷為27號元素，基態(tài)鈷原子的核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d74s2或簡寫為[Ar]3d74s2，故答案為：1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2；

(2)Ni原子含有空軌道，CO與氮?dú)饣�為等電子體，二者化學(xué)鍵類似，CO分子中C、O原子均有1對孤對電子，由于O元素電負(fù)性比碳元素的大，C原子更易提供孤對電子形成配位鍵；Ni(CO)4分子中有4個配位鍵，屬于σ鍵，CO中含有1個σ鍵，故1個Ni(CO)4分子中有8個σ鍵，1molNi(CO)4中含有的σ鍵數(shù)目為8NA(或8×6.02×1023或4.816×1023)；與CO互為等電子體微粒有2個原子、價電子總數(shù)為10，陰離子可以是CN-或C22－，故答案為：碳；8NA(或8×6.02×1023或4.816×1023)；CN-或C22－；

(3)①BH4-中B原子的孤電子對數(shù)==0，價層電子對數(shù)=0+4=4，BH4-的空間構(gòu)型與VSEPR模型相同，即為正四面體，雜化軌道數(shù)目為4，B原子采取sp3雜化；與鈦同周期的第ⅡB族和ⅢA族兩種元素為Zn和Ga，由于Zn核外電子排布為全滿結(jié)構(gòu)，比較穩(wěn)定，較難失電子，因此第一電離能比Ga的大，故答案為：正四面體形；sp3雜化；Zn；Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，較難失電子；

(4)根據(jù)CuFeS2的晶胞圖，晶胞內(nèi)部的每個Cu原子與4個S相連，因此晶胞中每個Cu原子與4個S原子相連；該晶胞中S原子個數(shù)=8、Fe原子個數(shù)=4×+4×+2×=4、Cu原子個數(shù)=8×+4×+1=4，則晶胞質(zhì)量為g，晶胞參數(shù)分別為anm、bnm、cnm，則晶胞體積=abc(nm3)，晶體密度ρ＝= g·cm3；圖中原子2和3的坐標(biāo)分別為(0，1，)、(，，0)，說明是以圖中底面左前方的銅原子作為坐標(biāo)原點(diǎn)的，則原子1的坐標(biāo)為(，，)，故答案為：4；；(，，)；