Question

【題目】（化學(xué)——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)）

鈷及其化合物在生產(chǎn)中有重要作用，回答下列問題

(1)鈷元素基態(tài)原子的電子排布式為________________，未成對電子數(shù)為________________。

(2)配合物[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3是鈷重要化合物

①H2O的沸點___ (填“高于”或“低于”)H2S，原因是_______；H2O中O的雜化形式為_____。H2O是_____分子(填“極性”或“非極性”)。

②[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3中的Co3+配位數(shù)為___。陽離子的立體構(gòu)型是___________。[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3若其中有兩個NH3分子被Cl取代，所形成的[Co(NH3)2Cl2(H2O)2]3+的幾何異構(gòu)體種數(shù)有(不考慮光學(xué)異構(gòu))___________種。

(3)一氧化鈷的晶胞如圖，則在每個Co2+的周圍與它最接近的且距離相等的Co2+共有_____個，若晶體中Co2+與O2-的最小距離為acm，則CoO的晶體密度為_______(用含NA和a的代數(shù)式表示。結(jié)果g/cm3，已知:M(Co)=59g/mol；M(O)=16g/mol，設(shè)阿伏加德羅常數(shù)為NA)。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2 3 高于 H2O分子間可形成氫鍵，而H2S分子間無氫鍵 sp3 極性 6 八面體 5 12

【解析】

（1）鈷元素為第27號元素，根據(jù)構(gòu)造原理，其基態(tài)原子核外的電子排布式為：1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2；其3d軌道上有3個未成對電子，故未成對電子數(shù)為3；

（2）①H2O的沸點高于H2S，原因是H2O分子間可形成氫鍵，而H2S分子間無氫鍵；H2O的中心原子O的成鍵電子對數(shù)為2，未成對電子數(shù)為：=2，故氧原子的雜化方式為sp3；H2O的空間結(jié)構(gòu)為V型，其正負電荷中心不重疊，故屬于極性分子；

②在配合物[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3中，配體為NH3、H2O，其配位數(shù)=4+2=6；其陽離子的成鍵電子對數(shù)為6，孤電子對數(shù)為0，故其立體構(gòu)型為八面體；若[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3其中有兩個NH3分子被Cl取代，所形成的[Co(NH3)2Cl2(H2O)2]3+的結(jié)構(gòu)可通過下列方法解答：[（正八面體構(gòu)型）]，兩個NH3分子分別被Cl-和H2O取代，形成[Co(NH3)2Cl2(H2O)2]3+，六個頂點，有三種基團，設(shè)為ABC，第一類是相同基團以Co原子為對稱中心，不考慮光學(xué)異構(gòu)，只有一種；第二類，以第一種為原型上下頂點不變，只改變正方形，只有一種變化，即原來正方形中的相同基團相鄰了，因為有三種基團，所以該類有三種幾何異構(gòu)體；第三類，所有相同的基團都相鄰，不考慮光學(xué)異構(gòu)，也只有一種異構(gòu)體。綜上所述，共有5種幾何異構(gòu)體；

（3）由CoO的晶胞結(jié)構(gòu)可知，每個Co2+的周圍與它最接近的且距離相等的Co2+共有12個；若晶體中Co2+與O2-的最小距離為acm，即該晶胞的邊長為2acm，其體積為8a3cm3，該晶胞含有4個CoO“分子”，其質(zhì)量為g，其密度=g/cm3。