Question

我国科学家借助自主研制的新型钨钴合金催化剂攻克了单壁碳纳米管结构的可控制备难题。

（1）基态钴原子的核外电子排布式为_______。单壁碳纳米管可看作石墨烯沿一定方向卷曲而成的空心圆柱体，其碳原子的杂化方式为_______。

（2）纳米结构氧化钴可在室温下将甲醛（HCHO）完全催化氧化，已知甲醛各原子均满足稳定结构，甲醛分子属_______分子（选填“极性”“非极性”），其立体构型为____。

（3）橙红色晶体羰基钴Co₂(CO)₈的硬度小，不导电，可溶于多数有机溶剂。该晶体属于____晶体，三种元素电负性由大到小的顺序为（填元素符号）_______。配体CO中σ键与π键数之比是__________。

（4）元素铁、钴、镍并称铁系元素，性质具有相似性。某含镍化合物结构如图1所示，分子内的作用力不可能含有__________（填序号）。

A 离子键   B 共价键   C 金属键   D 配位键   E 氢键

（5）钨为熔点最高的金属，硬度极大，其晶胞结构如图2所示，已知钨的密度为ρ g·cm^-3，阿伏加德罗常数的值为N_A，则每个钨原子的半径r＝_____________nm。（只需列出计算式）

Answer

1s22s22p63s23p63d74s2（或[Ar]3d74s2） sp2 极性 平面三角形 分子 O>C>Co 1:2 AC ×107

【解析】

（1）钴是27号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2；石墨烯中的每个碳原子形成一个C、C双键和2个C、C单键；

（2）甲醛分子的结构简式为，分子中含有醛基；

（3）羰基钴熔点低，可溶于多数有机溶剂，所以属于分子晶体；金属性越强，电负性越小，非金属性越强，电负性越大；配体CO与氮气为等电子体；

（4）由图可知，该化合物分子中存在C、C共价键、N→Ni配位键、H—O键的H原子与邻近N—O键的O原子间形成的氢键；

（5）由均摊法计算可得。

（1）钴是27号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2；石墨烯中的每个碳原子形成一个C=C双键和2个C-C单键，所以石墨烯中碳原子杂化方式为sp2，故答案为1s22s22p63s23p63d74s2（或[Ar]3d74s2）；sp2；

（2）甲醛分子的结构简式为，分子中含有醛基，C原子采用sp2杂化，分子呈平面三角形，键角1200，因为结构不对称，是一种极性分子，故答案为极性；平面三角形；

（3）由题意可知，羰基钴熔点低，可溶于多数有机溶剂，所以属于分子晶体；金属性越强，电负性越小，非金属性越强，电负性越大，Co为金属元素，非金属性O元素大于C元素，则电负性O>C>Co；配体CO与氮气为等电子体，结构相似，分子中含有1个σ键和2个π键，σ键与π键的个数比为1:2，故答案为分子； O>C>Co；1:2；

（4）由图可知，该化合物分子中存在C、C共价键、N→Ni配位键、H—O键的H原子与邻近N—O键的O原子间形成的氢键，不含有离子键和金属键，故答案为AC；

（5）由晶胞示意图可知，晶胞中含有8×+1=2个钨原子，总质量为，设每个钨原子的半径为rcm，钨晶体晶胞属于体心立方，立方体对角线长4rcm，因此晶胞边长为，则由（）3ρ=可得r=cm=×107nm，故答案为×107。