Question

Fe、Co、Ni均为第Ⅷ族元素，它们的化合物在生产生活中有着广泛的应用。

（1）基态Co原子的价电子排布式为____________

（2）已知HN₃是一种弱酸，其在水溶液中的电离方程式为HN₃H⁺+N₃^-,与N₃^-互为等电子体的一种分子为：_______，N₃^-离子杂化类型为___________。

（3）Co³⁺的一种配离子[Co(N₃)(NH₃)₅]²⁺中，Co³⁺ 的配位数是___________，1mol该配离子中所含σ键的数目为____，配位体NH₃的空间构型为：___________ 。

（4）某蓝色晶体中，Fe²⁺、Fe³⁺分别占据立方体互不相邻的顶点，而立方体的每条棱上均有一个CN^-，K⁺位于立方体的某恰当位置上。据此可知该晶体的化学式为____________，立方体中Fe²⁺间连接起来形成的空间构型是_____________。

（5）NiO的晶体结构如下图所示，其中离子坐标参数A为(0，0，0)，B为(1，1，0)，则C离子坐标参数为_______________。

（6）一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”，可以认为O^2-作密置单层排列，Ni²⁺填充其中（如下图），已知O^2-的半径为a pm，每平方米面积上分散的该晶体的质量为__________g（用含a、N_A的代数式表示）。

Answer

3d74s2 CO2 sp 6 23NA 三角锥形 KFe2(CN)6 正四面体形 (1，1/2，1/2) （或）

【解析】

第（2）问，原子数相同、电子总数相同的分子,互称为等电子体；第（6）问，求每平方米面积上分散的该晶体的质量，先由图中几何关系求出每个氧化镍所占的面积，进而求出每平方米含有的氧化镍个数，再用每个氧化镍的质量乘以每平方米含有的氧化镍个数可求。注意单位的换算。

（1）CO原子的核电荷数为27，基态Co原子的价电子排布式为3d74s2；

（2）与N3-互为等电子体的一种分子为：CO2。杂化轨道数=中心原子的孤电子对数+中心原子的σ键的数目，所以N3-中心氮原子孤电子对数为0，σ键的数目为2，所以杂化轨道数为2，故N3-离子杂化类型为sp；

（3）Co3+的一种配离子[Co(N3)(NH3)5]2+中，氨气分子和N3-中氮原子中有孤电子对，能够与Co+形成配位键，共有5个氨分子和1个N3-离子，Co3+的配位数是6。5 mol氨气分子提供σ键为15mol，1 mol N3-中含有σ键2 mol，形成配位键有6 mol，则1mol该配离子中所含σ键的数目为23NA。配位体NH3的空间构型为：三角锥形；

（4）Fe2+、Fe3+占据立方体的互不相邻的顶点，则每个立方体上有4个Fe2+、4个Fe3+，根据晶体的空间结构特点，每个顶点上的粒子有1/8属于该立方体，则该立方体中有1/2个Fe2+、1/2个Fe3+，CN-位于立方体的棱上，棱上的微粒有1/4属于该立方体，该立方体中有3个CN-，所以该晶体的化学式为 [FeFe(CN)6]-，由于物质呈电中性，所以需要一个钾离子与之结合，所以该晶体的化学式为KFe2(CN)6；立方体中Fe2+间连接起来形成的空间构型是正四面体形；

（5）NiO的晶体中离子坐标参数A为(0，0，0)，B为(1，1，0)，则由图可看出C离子坐标离x为1，离y为1/2，离z为1/2，则C离子坐标参数为(1，1/2，1/2)；

（6）根据结构知，氧离子和相邻的镍离子之间的距离为2a，距离最近的两个阳离子核间的距离是距离最近的氧离子和镍离子距离的倍，所以其距离是2 am；根据图片知，每个氧化镍所占的面积=2a m×2a m×sin60°×10-24，则每平方米含有的氧化镍个数=1/(2a m×2a m×sin60°×10-24)= ×1024；每个氧化镍的质量= g，所以每平方米含有的氧化镍质量=（或）g。