Question

【題目】鐵、鈷、鎳為第四周期第Ⅷ族元素，它們的性質非常相似，也稱為鐵系元素．

（1）鐵、鈷、鎳都是很好的配位化合物形成體．

①[Co（H2O）6]2+在過量氨水中易轉化為[Co（NH3）6]2+。寫出Co2+的價層電子排布圖__．[Co（H2O）6]2+中Co2+的配位數(shù)為__。NH3分子的中心原子雜化方式為__，H2O分子的立體構型為__。

②鐵、鎳易與一氧化碳作用形成羰基配合物，如：Fe（CO）5，Ni（CO）4等．CO與N2屬于等電子體，則CO分子中σ鍵和π鍵數(shù)目比為__，寫出與CO互為等電子體的一種陰離子的離子符號__。

（2）+2價和+3價是Fe、Co、Ni等元素常見化合價．NiO、FeO的晶體結構類型均與氯化鈉的相同，Ni2+和Fe2+的離子半徑分別為69pm和78pm，則熔點NiO__FeO（選填“＜”“＞”“=”）；某種天然NiO晶體存在如圖所示缺陷：一個Ni2+空缺，另有兩個Ni2+被兩個Ni3+所取代．其結果晶體仍呈電中性．某氧化鎳樣品組成為Ni0.97O．該晶體中Ni3+與Ni2+的離子數(shù)之比為__。

Answer 1

【答案】 6 sp3 V形 1：2 CN﹣ ＞ 6：91

【解析】

根據(jù)構造原理分析原子和離子的核外電子排布情況；根據(jù)配合物的結構特點分析其配位數(shù)；根據(jù)價層電子對互斥理論分析原子的雜化方式及分子的空間構型；根據(jù)等電子原理分析等電子體的成鍵特點；根據(jù)氯化鈉晶體的結構特點和電中性求晶胞中的離子數(shù)之比。

（1）①Co是27號元素，根據(jù)構造原理可知，其基態(tài)原子的價電子排布式為3d74s2，其失去最外層的2個電子后變?yōu)?/span>Co2+，故Co2+的價層電子排布圖為；

[Co（H2O）6]2+中6個水分子是配體，故Co2+的配位數(shù)為6；

NH3分子的中心原子N原子的價電子對數(shù)為4，故其雜化方式為sp3；

H2O分子的O原子的雜化方式也是sp3，由于O原子還有2個孤電子對，其對成鍵電子對的斥力較大，故水分子的立體構型為V形．

②CO與N2屬于等電子體，由于氮氣分子的結構式為N≡N，則CO分子的結構式為C≡O，故其中σ鍵和π鍵數(shù)目比為1：2。根據(jù)等電子體的形成條件可知，與CO互為等電子體的陰離子是CN﹣。

（2）由于NiO、FeO的晶體結構類型均與氯化鈉的相同，Ni2+和Fe2+的離子半徑分別為69pm和78pm，Ni2+的半徑較小，則NiO的晶格能較大，故熔點NiO＞FeO； NiO晶體存在如圖所示缺陷，由于其晶體仍呈電中性，根據(jù)其組成為Ni0.97O，設Ni3+與Ni2+的數(shù)目分別為ｘ和0.97-x，3x+2(0.97-x)=12，解之得，x=0.06，則該晶體中Ni3+與Ni2+的離子數(shù)之比為0.06:0.91=6:91。