Question

【题目】铁、钴、镍及其化合物有许多用途。回答下列问题：

（1）基态铁原子核外共有____________种不同空间运动状态的电子，铁、钴、镍基态原子核外未成对电子数最少的价层电子的电子排布图（轨道表达式）为_________________。

（2）酞菁钴分子的结构简式如图所示，分子中与钴原子通过配位键结合的氮原子的编号是______（填“1”“2”“3”或“4”），分子中三种非金属原子的电负性由大到小的顺序为____________（用相应的元素符号表示），分子中碳原子的杂化轨道类型为____________。

（3）高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂，该晶体固态下不导电，熔融状态、水溶液均能导电，该晶体属于____（填晶体类型）。配合物Fe（CO）x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为16，则x=___。

（4）NiO、FeO的晶体结构类型与氯化钠的相同，Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69pm和74pm，则熔点NiO____FeO（填“＞”“＜”或“=”），原因是______。

（5）Ni、O、Cr可以形成一种具有特殊导电性的复合氧化物，晶胞结构如图所示，晶胞边长为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为_______g·cm-3.。

Answer 1

【答案】15 2、4 N＞C＞H sp2 离子晶体 4 ＞ 相同电荷的离子，半径越小，离子键越强，晶格能就越大，熔点就越高 ×1030

【解析】

（1）铁为26号元素，基态铁原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2，其核外有 26种不同运动状态的电子，有1s、2s、 3s、 4s、 2p、 3p、 3d共15种不同空间运动状态的电子；铁、钴、镍的价电子排布式分别为3d64s2、3d74s2、 3d84s2，基态原子核外未成对电子数最少的是Ni，价层电子的电子排布图为；

答案为：15； ；

（2）含有孤对电子的N原子与Co通过配位键结合，形成配位键后有4对共用电子对，形成3对共用电子对的N原子形成普通的共价键， 1号、3号N原子形成3对共用电子对为普通共价键，2号、4号N原子形成4对共用电子对，与Co通过配位键结合；酞菁钴中三种非金属原子为C、N、H，同周期自左而右电负性增大，非金属性越强电负性越大，故电负性N>C>H；根据分子结构简式，其中碳原子在苯环上或形成碳碳双键，因此碳原子为sp2杂化。答案为：2、4；N＞C＞H；sp2 ；

（3）离子晶体固体中离子不能自由移动而不能导电，而熔融状态下可以电离出自由移动的离子可以导电；由高铁酸钾晶体固体下不导电，熔融状态、水溶液均可导电可知，该晶体为离子晶体；配合物Fe(CO)的中心原子为Fe，其价电子数为8，每个配体是供的电子数为2 ，则可得等式8+2x=16，解得x=4；

答案为：离子晶体； 4；

（4）NiO、 FeO的晶体结构类型均与NaCI相同，说明二者都是离子晶体，离子晶体的熔点与离子键的强弱有关，离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，晶格能越大，熔点越高，由于Ni2+的离子半径小于Fe2+的离子半径，所以熔点是NiO>FeO；

答案为：＞；相同电荷的离子，半径越小，离子键越强，晶格能就越大，熔点就越高；

（5）根据晶胞结构图和均摊法可知，晶胞中O原子数为6×=3，Ni原子数为8×=1， Cr原子为1 ，则化学式为NiCrO3，晶胞变长为a pm，阿伏伽德罗常数值为NA ，则有，则晶体的密度

答案为：×1030；