Question

【題目】2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予約翰·古德伊納夫、斯坦利·惠廷厄姆和吉野彰三位科學(xué)家，以表彰他們?cè)阡囯姵仡I(lǐng)域所做出的巨大貢獻(xiàn)，常用作鋰離子電池的正極材料。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）基態(tài)鈷原子核外占據(jù)最高能級(jí)的電子云輪廓圖為________形。

（2）中的配位數(shù)為4。

①配體中原子的雜化方式為________，該配離子中各元素的第一電離能由小到大的順序?yàn)?/span>________（填元素符號(hào)）。

②的立體構(gòu)型是________；與互為等電子體的分子和離子為________（各寫(xiě)一種）。

（3）是鈷的重要化合物。鍵角小于的鍵角，原因是________。

（4）一氧化鈷的晶胞如圖所示，在每個(gè)的周?chē)�與它距離最近的共有________個(gè)，若晶體的密度為，則晶體中與之間的最小距離為________。（用含和的代數(shù)式表示。為阿伏加德羅常數(shù)的值）。

Answer 1

【答案】球形 16 平面三角形、 有兩對(duì)孤對(duì)電子，有一對(duì)孤對(duì)電子， 所以 的孤對(duì)電子對(duì)鍵的斥力比要大。的化學(xué)鍵被兩對(duì)孤對(duì)電子壓迫， 鍵角就變小了 12

【解析】

(1)根據(jù)原子核外電子排布特點(diǎn)，確定電子云形狀；

(2)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷N原子雜化類(lèi)型;

(3)根據(jù)有兩對(duì)孤對(duì)電子，有一對(duì)孤對(duì)電子，進(jìn)行分析；

(4)根據(jù)晶胞的立體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和計(jì)算。

(1)由基態(tài)鈷原子核外電子排布為，所以占據(jù)最高能級(jí)的電子云輪廓圖為球形，故答案：球形；

(2)①在中Co2+的配位數(shù)為8，配體中N價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+3且不含孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷N原子雜化類(lèi)型為，該配離子中金屬元素的第一電離能最小，同一周期元素第一電離能：第VA族元素大于第VIA族元素，N和O元素位于同一周期且N位于第VA族、O位于第VIA族，所以，第一電離能N>O，所以這三種元素第一電離能，故答案：；；

②對(duì)于，根據(jù)VSEPR理論，中心N原子的配位原子數(shù)為3，孤電子對(duì)數(shù)為=0，則價(jià)電子對(duì)數(shù)為3+0=3，根據(jù)雜化軌道理論，中心N原子為sp2雜化,則其空間構(gòu)型為平面三角形；等電子體是指原子數(shù)目相同，價(jià)電子數(shù)相同的粒子，則與NO3-互為等電子體的粒子有BF3，CO32-，故答案：BF3，CO32-；

(3)有兩對(duì)孤對(duì)電子，有一對(duì)孤對(duì)電子，所以的孤對(duì)電子對(duì)鍵的斥力比大，的化學(xué)鍵被兩對(duì)孤對(duì)電子壓迫，鍵角更小，故答案：有兩對(duì)孤對(duì)電子，有一對(duì)孤對(duì)電子，所以的孤對(duì)電子對(duì)鍵的斥力比要大，的化學(xué)鍵被兩對(duì)孤對(duì)電子壓迫，鍵角就變小了；

(4)晶胞中心的周?chē)�距離最近的有12個(gè)，一個(gè)晶胞中含4個(gè)，設(shè)晶胞邊長(zhǎng)為，則，之間的最近距離為 ，故答案：12；。