Question

【题目】硫、钴及其相关化合物用途非常广泛。回答下列问题:

（1）基态Co原子价电子轨道排布式为________，第四电离能I4(Co) < I4(Fe)，其原因是______________________________；Co 与Ca同周期且最外层电子数相同，单质钴的熔沸点均比钙大，其原因是___________________________________________________.

（2）单质硫与熟石灰加热产物之一为CaS3，S32-的几何形状是_______，中心原子杂化方式是_______，与其互为等电子体的分子是_______ (举1例)。

（3）K 和Na位于同主族，K2S的熔点为840℃，Na2S的熔点为950℃，前者熔点较低的原因是___________________________________________________________________ 。

（4）S与O、Se、Te位于同一主族，它们的氢化物的沸点如图所示，沸点按图像所示变为的原因是_______ 。

（5）钴的一种化合物晶胞结构如下图所示。

①已知A点的原子坐标参数为为(0，0，0)，B点为(1/2，0，1/2)，则C点的原子坐标参数为_____。

②已知晶胞参数为a=0.5485nm，则该晶体的密度为_____g/cm3(列出计算表达式即可)。

Answer 1

【答案】 铁失去的是较稳定的3d5的一个电子，而钴失去的是3d6上的一个电子 钴的原子半径比钙小，价电子数比钙多，钴的金属键比钙中金属键强 V形 sp3 OF2或Cl2O K的离子半径比Na的离子半径大，K2S的晶格能比Na2S的晶格能小 H2O分子间存在较强的氢键，其它三种不含，所以沸点最高，而H2Te、H2Se及H2S的结构相似，相对分子质量不断增大，范德华力不断增强，所以沸点不断升高 (1/2，1/2，1/2) 155÷[6.02×1023×(0.5485×10-7)3]

【解析】

（1）Co是27号元素，核外有27个电子，基态Co原子价电子轨道排布式为；因为铁失去的是较稳定的3d5的一个电子，而钴失去的是3d6上的一个电子；钴的原子半径比钙小，价电子数比钙多，钴的金属键比钙中金属键强，所以单质钴的熔沸点均比钙大；

（2）S32-的中心原子杂化方式为sp3，几何形状是V形，与S32-互为等电子体的分子是OF2或Cl2O；

（3）K+的离子半径比Na+的离子半径大，Na2S形成的离子键比K2S的离子键强，K2S的晶格能比Na2S的晶格能小；

（4）H2O分子间存在较强的氢键，其它三种不含，所以沸点最高，而H2Te、H2Se及H2S的结构相似，相对分子质量不断增大，范德华力不断增强，所以沸点不断升高；

（5）C点在体心点的原子坐标参数为(1/2，1/2，1/2)；

（6）根据密度的公式进行计算。

（1）Co是27号元素，核外有27个电子，位于元素周期表第四周期，第Ⅷ族，分四层排布，依据构造原理，其电子排布式为[Ar]3d74s2，所以基态Co原子价电子轨道排布式为；因为铁失去的是较稳定的3d5的一个电子，而钴失去的是3d6上的一个电子，所以第四电离能I4(Co)<I4(Fe)；钴的原子半径比钙小，价电子数比钙多，钴的金属键比钙中金属键强，所以单质钴的熔沸点均比钙大；故答案为：；铁失去的是较稳定的3d5的一个电子，而钴失去的是3d6上的一个电子；钴的原子半径比钙小，价电子数比钙多，钴的金属键比钙中金属键强。

（2）因为CaS3是离子晶体，S32-的形成的孤电子对数目：（6+2-2×2）/2=2，形成σ键的数目为2，中心原子杂化方式为sp3，几何形状是V形，等电子体是指价电子总数和原子总数相同的分子、离子或原子，所以与S32-互为等电子体的分子是OF2或Cl2O，故答案为：V形，sp3，OF2或Cl2O。

（3）K和Na位于同主族，K+的离子半径比Na+的离子半径大，Na2S形成的离子键比K2S的离子键强，K2S的晶格能比Na2S的晶格能小，所以K2S的熔点比Na2S的熔点低，故答案为：K的离子半径比Na的离子半径大，K2S的晶格能比Na2S的晶格能小。

（4）S与O、Se、Te位于同一主族，由图可知它们氢化物的沸点是H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S，其原因是H2O分子间存在较强的氢键，其它三种不含，所以沸点最高，而H2Te、H2Se及H2S的结构相似，相对分子质量不断增大，范德华力不断增强，所以沸点不断升高，故答案为：H2O分子间存在较强的氢键，其它三种不含，所以沸点最高，而H2Te、H2Se及H2S的结构相似，相对分子质量不断增大，范德华力不断增强，所以沸点不断升高。

（5）已知A点的原子坐标参数为(0，0，0)，B是面心上的点，坐标参数B点为(1/2，0，1/2)，C是体心上的点，以C点分别向三个面做垂线，数值分别距离A点为1/2，所以C点在体心点的原子坐标参数为(1/2，1/2，1/2)，故答案为：(1/2，1/2，1/2)。

（6）根据晶胞可知：Ti位于立方体的顶点，O位于立方体面心，Co位于立方体体心，化学式为8×1/8=1个Ti，1/2×6=3个O，一个Co，所以化学式为TiCoO3，取1mol的晶胞，则1mol晶胞的质量为：48+16×3+59=155（g），1mol晶体含有NA个晶胞，因为晶胞参数为a=0.5485nm=0.5485×10-7cm，则一个晶胞的体积为V=a3cm3，其密度为=m/V=M/（NAa3），所以晶体的密度为155/[6.02×1023×(0.5485×10-7)3]g/cm3，故答案为：155/[6.02×1023×(0.5485×10-7)3]。