Question

[化学一-选修3:物质结构与性质]由S、Cl 及Fe、Co、Ni 等过渡元素组成的新型材料有着广泛的用途,回答下列问题:

(1)钴元素基态原子的电子排布式为________，P、S、Cl的第一电离能由大到小顺序为______。

(2)SCl₂ 分子中的中心原子杂化轨道类型是______，该分子空间构型为_______。

(3)Fe、Co、Ni等过渡元素易与CO形成配合物,化学式遵循18电子规则:中心原子的价电子数加上配体提供的电子数之和等于18，如Ni 与CO形成配合物化学式为Ni(CO)₄，则Fe与CO形成配合物化学式为_______。Ni(CO)₄中σ键与π键个数比为_______，Ni(CO)₄为____晶 体。

(4)已知NiO的晶体结构如图1所示。

①NiO的晶体结构可描述为:氧原子位于面心和顶点,氧原子可形成正八面体空隙和正四面体空隙,镍原子填充在氧原子形成的空隙中。则NiO 晶体中镍原子填充在氧原子形成的______体空隙中。

②已知MgO 与NiO的晶体结构相同,其中Mg²⁺和Ni²⁺的离子半径分别为66pm 和69pm。则熔点:MgO_____ NiO( 填“ >”、“ <" 或“ =” ), 理由是______________。

③一定温度下,NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”,可以认为O^2-作密置单层排列,Ni²⁺填充O^2-形成的正三角形空隙中(如图2),已知O^2-的半径为am,每平方米面积上分散的NiO的质量为_________g。(用a、N_A表示)

Answer

1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar] 3d74s2 Cl> P > S sp3 V 形 Fe(CO)5 1︰1 分子 正八面 ＞ Mg2+半径比 Ni2+小， MgO 的晶格能比 NiO 大

【解析】（1）考查电子排布式、第一电离能规律，钴元素位于第四周期VIII族，27号元素，因此电子排布式为 1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar] 3d74s2 ；同周期从左向右第一电离能增大，但IIA>IIIA，VA>VIA，因此第一电离能Cl>P>S；（2）考查杂化类型判断、空间构型，SCl2中心原子S有2个σ键，孤电子对数为(6－2×1)/2=2，价层电子对数为4，杂化类型为sp3；空间构型为V形或角形；（3）考查配位化合物、化学键数目、晶体类型判断，Fe属于过渡元素，价电子数为8，CO提供电子的是C，C能提供2个电子，令Fe的配位数为x，根据18电子规则，8＋2x=18，即x为5，化学式为Fe(CO)5；Ni的配位数为4，Ni与CO形成4个σ键，CO与N2互为等电子体，因此1个CO分子有1个σ键和2个π键，因此1个Ni(CO)4中含有σ键的个数为8个，π键的个数为8个，因此比值为1：1；Ni(CO)4属于分子晶体；（4）考查晶胞的计算、晶体熔点高低的判断，①根据图1，NiO晶体中镍原子填充在氧原子形成的正八面体空隙中；②MgO和NiO属于离子晶体，所带电荷数越多，离子半径越小，晶格能越大，熔点高，Mg2＋的离子半径小于Ni2＋的离子半径，MgO的晶格能大于NiO，即MgO的熔点高于NiO；③建立图所示结构，，每个氧化镍所占的面积为2a×2a×sin60°，则每平方米含有氧化镍的个数为1/（2a×2a×sin60°），每个氧化镍的质量为75/NAg，因此每平方米含有的氧化镍的质量为g=g。