Question

【題目】鈷的化合物在工業(yè)生產(chǎn)、生命科技等行業(yè)有重要應(yīng)用。

(1)Co2+的核外電子排布式為___，Co的第四電離能比Fe的第四電離能要小得多，原因是___。

(2)Fe、Co均能與CO形成配合物，如Fe(CO)5、Co2(CO)8的結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示，圖1中1molFe(CO)5含有__mol配位鍵，圖2中C原子的雜化方式為___，形成上述兩種化合物的四種元素中電負(fù)性最大的是___（填元素符號(hào)）。

(3)金屬鈷的堆積方式為六方最密堆積，其配位數(shù)是___，鈷晶體晶胞結(jié)構(gòu)如圖3所示，該晶胞中原子個(gè)數(shù)為___；該晶胞的邊長為anm，高為cnm，該晶胞的密度為___（NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，列出代數(shù)式）g·cm-3。

Answer 1

【答案】[Ar]3d7或1s22s22p63s23p63d7 Co失去3個(gè)電子后會(huì)變成[Ar]3d6，更容易再失去一個(gè)電子形成半滿狀態(tài)[Ar]3d5，Fe失去三個(gè)電子后會(huì)變成[Ar]3d5，達(dá)到半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，更難再失去一個(gè)電子 10 sp、sp2 O 12 6

【解析】

(1)Co2+的核外電子數(shù)為25，電子排布式為[Ar]3d7或1s22s22p63s23p63d7，Co的第四電離能比Fe的第四電離能要小得多，原因是Co失去3個(gè)電子后會(huì)變成[Ar]3d6，更容易再失去一個(gè)電子形成半滿狀態(tài)[Ar]3d5，Fe失去三個(gè)電子后會(huì)變成[Ar]3d5，達(dá)到半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，更難再失去一個(gè)電子。答案為：[Ar]3d7或1s22s22p63s23p63d7；Co失去3個(gè)電子后會(huì)變成[Ar]3d6，更容易再失去一個(gè)電子形成半滿狀態(tài)[Ar]3d5，Fe失去三個(gè)電子后會(huì)變成[Ar]3d5，達(dá)到半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，更難再失去一個(gè)電子；

(2)在Fe(CO)5中，每個(gè)CO分子中，C與O原子間形成的3個(gè)共價(jià)鍵中，有1個(gè)是配位鍵，另外，每個(gè)C原子與中心原子間形成1個(gè)配位鍵，所以1molFe(CO)5含有10mol配位鍵；圖2中，只與1個(gè)Co原子形成配位鍵的C原子，價(jià)層電子對數(shù)為2，C原子發(fā)生sp雜化；與2個(gè)Co原子形成配位鍵的C原子，價(jià)層電子對數(shù)為3，C原子發(fā)生sp2雜化；形成上述兩種化合物的四種元素中非金屬性最強(qiáng)的元素是氧，則電負(fù)性最大的是O。答案為：10；sp、sp2；O；

(3)由以上分析知，金屬鈷的堆積方式為六方最密堆積，其配位數(shù)是12，該晶胞中原子個(gè)數(shù)為12×+2×+3=6；該晶胞的邊長為anm，高為cnm，晶胞的體積V==，該晶胞的密度為 =g·cm-3。答案為：12；6；。