Question

亚硝酸盐与钴(Ⅲ)形成的一种配合物[Co(NH₃)₅NO₂]Cl₂的制备流程如下：

CoCl₂·6H₂O[Co(NH₃)₅Cl]Cl₂[Co(NH₃)₅NO₂]Cl₂

(1)Co²⁺基态核外电子排布式为___。

(2)配合物[Co(NH₃)₅Cl]Cl₂中与Co³⁺形成配位键的原子为___(填元素符号)；配离子[Co(NH₃)₅NO₂]²⁺的配体中氮原子的杂化轨道类型为___。

(3)NO的空间构型为___，与它互为等电子体的分子为___(写化学式)。

(4)H₂O₂与H₂O可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为___。

(5)1mol[Co(NH₃)₅Cl]Cl₂中含有σ键的数目为___。

Answer

1s22s22p63s23p63d7或[Ar]3d7 N，Cl sp3，sp2 V形 SO2或O3 H2O2和H2O分子间可形成氢键 21NA

【解析】

(1)基态Co原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2，失去最外层两个电子变为Co2+；

(2)配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2中Co3+提供空轨道，NH3的氮原子与Cl-提供孤电子对形成配位键，；配离子[Co(NH3)5NO2]2+的配体为NH3和NO2-，根据价电子互斥理论分析判断N原子的杂化类型；

(3)根据(2)中分析判断NO2-的空间构型；组成微粒的原子数和价电子总数相等的微粒互为等电子体；

(4)H2O2与H2O之间可形成氢键；

(5)[Co(NH3)5Cl]Cl2由[Co(NH3)5Cl]2+和Cl-构成，1mol[Co(NH3)5Cl]Cl2中含有1mol[Co(NH3)5Cl]2+，Co3+形成六个配位键，每个NH3中含有3个共价单键，共价单键与配位键都是σ键。

(1)基态Co原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2，失去两个电子变为Co2+，则基态Co2+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d7或[Ar]3d7；

(2)配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2中Co3+提供空轨道，NH3的氮原子与Cl-提供孤电子对形成配位键，则与Co3+形成配位键的原子为N和Cl；配离子[Co(NH3)5NO2]2+的配体为NH3和NO2-，NH3中的氮原子成键对数为3，孤电子对数为1，价层电子对数为4，该氮原子的杂化轨道类型为sp3，NO2-中的氮原子成键对数为2，孤电子对数为1，价层电子对数为3，该氮原子的杂化轨道类型为sp2；

(3)根据(2)中分析NO2-的氮原子的杂化轨道类型为sp2，空间构型为V形；NO2-由3个原子构成，价层电子总数为18，与它互为等电子体的分子为SO2或O3；

(4)H2O2与H2O可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为H2O2和H2O分子间可形成氢键；

(5)1mol[Co(NH3)5Cl]Cl2中含有1mol[Co(NH3)5Cl]2+，Co3+形成六个配位键，每个NH3中含有3个共价单键，共价单键与配位键都是σ键，则σ键的数目为(6+5×3)×1×NA=21NA。