Question

鐵、鈷、鎳為第四周期第Ⅷ族元素，它們的性質(zhì)非常相似，也稱為鐵系元素．
（1）鐵、鈷、鎳都是很好的配位化合物形成體．
①[Co（H₂O）₆]²⁺在過(guò)量氨水中易轉(zhuǎn)化為[Co（NH₃）₆]²⁺．寫(xiě)出Co²⁺的價(jià)層電子排布圖

 

．[Co（H₂O）₆]²⁺中Co²⁺的配位數(shù)為

 

：NH₃分子的中心原子雜化方式為

 

．H₂O分子的立體構(gòu)型為

 

．
②鐵、鎳易與一氧化碳作用形成羰基配合物，如：Fe（CO）₅，Ni（CO）₄等．CO與N₂屬于等電子體，則CO分子中σ鍵和π鍵數(shù)目比為

 

，寫(xiě)出與CO互為等電子體的一種陰離子的離子符號(hào)

 

．
（2）+2價(jià)和+3價(jià)是Fe、Co、Ni等元素常見(jiàn)化合價(jià)．NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類(lèi)型均與氯化鈉的相同，Ni²⁺和F₂²⁺的離子半徑分別為69pm和78pm，則熔點(diǎn)NiO

 

FeO（選填“＜”“＞”“=”）；某種天然Nio晶體存在右圖所示缺陷：一個(gè)Niz+空缺，另有兩個(gè)Ni²⁺被兩個(gè)Ni³⁺所取代．其結(jié)果晶體仍呈屯中性．某氧化鎳樣品組成為Ni_0.97O．該晶體中Ni³⁺與Ni²⁺的離子數(shù)之比為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：配合物的成鍵情況,共價(jià)鍵的形成及共價(jià)鍵的主要類(lèi)型,判斷簡(jiǎn)單分子或離子的構(gòu)型,晶胞的計(jì)算

專(zhuān)題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）①根據(jù)構(gòu)造原理寫(xiě)出電子排布式，再畫(huà)出價(jià)電子軌道排布圖；根據(jù)配合物的化學(xué)式確定配離子和外界離子，根據(jù)配離子確定配體的數(shù)目，即配位數(shù)；根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定分子的空間構(gòu)型及原子雜化方式，價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)；
②CO分子中C原子上有一對(duì)孤對(duì)電子，C、O原子都符合8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則C、O之間為三鍵，三鍵中含有1個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵，單鍵屬于σ鍵；等電子體中原子數(shù)和價(jià)電子數(shù)都相同；
（2）離子晶體的熔點(diǎn)與離子鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高；根據(jù)物質(zhì)中陰陽(yáng)離子電荷總數(shù)相等計(jì)算Ni³⁺、Ni²⁺的個(gè)數(shù)比；

解答： 解：（1）①Co元素為27號(hào)元素，原子核外有27個(gè)電子，所以核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²，Co²⁺3d軌道中有7個(gè)電子，且有3個(gè)單電子，其價(jià)電子軌道排布圖為：；
[Co（H₂O）₆]²⁺中配體為H₂O，配合物的配位數(shù)為6；氨氣中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+

1

2

×（5-3×1）=4且含有1個(gè)孤電子對(duì)，所以N原子采用sp³雜化；
H₂O中O原子的價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=2+

1

2

×（6-2×1）=4且含有2個(gè)孤電子對(duì)，所以O(shè)原子采用sp³雜化，其空間構(gòu)型為V形結(jié)構(gòu)；

故答案為：；6；sp³；V形；
②CO分子中C原子上有一對(duì)孤對(duì)電子，C、O原子都符合8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則CO的結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè)，三鍵中含有1個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵，單鍵屬于σ鍵，則CO分子中σ鍵和π鍵數(shù)目比為1：2，則 N₂、CN^-、CO的原子數(shù)都是2，價(jià)電子數(shù)都是10，則互為等電子體，
故答案為：1：2；CN^-；
（2）Ni0、Fe0的晶體結(jié)構(gòu)類(lèi)型均與氯化鈉的相同，說(shuō)明二者都是離子晶體，離子晶體的熔點(diǎn)與離子鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高．由于Ni²⁺的離子半徑小于Fe²⁺的離子半徑，所以熔點(diǎn)是NiO＞FeO；
設(shè)1mol Ni_0.97O中含Ni³⁺xmol，Ni²⁺為（0.97-x）mol，根據(jù)晶體仍呈電中性，可知 3x+2×（0.97-x）=2×1，x=0.06mol Ni²⁺為（0.97-x）mol=0.91mol，即離子數(shù)之比為Ni³⁺：Ni²⁺=0.06：0.91=6：91；
故答案為：＞；6：91；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了基態(tài)原子的核外電子排布式、原子雜化方式、等電子體、晶胞的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于基本概念的綜合理解和運(yùn)用的考查，明確晶胞中陰陽(yáng)離子所帶電荷相等是解本題的關(guān)鍵，題目難度中等．