Question

【题目】铁、钴、镍为第四周期第Ⅷ族元素，它们的性质非常相似，也称为铁系元素．

（1）铁、钴、镍都是很好的配位化合物形成体．

①[Co（H2O）6]2+在过量氨水中易转化为[Co（NH3）6]2+。写出Co2+的价层电子排布图__．[Co（H2O）6]2+中Co2+的配位数为__。NH3分子的中心原子杂化方式为__，H2O分子的立体构型为__。

②铁、镍易与一氧化碳作用形成羰基配合物，如：Fe（CO）5，Ni（CO）4等．CO与N2属于等电子体，则CO分子中σ键和π键数目比为__，写出与CO互为等电子体的一种阴离子的离子符号__。

（2）+2价和+3价是Fe、Co、Ni等元素常见化合价．NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69pm和78pm，则熔点NiO__FeO（选填“＜”“＞”“=”）；某种天然NiO晶体存在如图所示缺陷：一个Ni2+空缺，另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代．其结果晶体仍呈电中性．某氧化镍样品组成为Ni0.97O．该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比为__。

Answer 1

【答案】 6 sp3 V形 1：2 CN﹣ ＞ 6：91

【解析】

根据构造原理分析原子和离子的核外电子排布情况；根据配合物的结构特点分析其配位数；根据价层电子对互斥理论分析原子的杂化方式及分子的空间构型；根据等电子原理分析等电子体的成键特点；根据氯化钠晶体的结构特点和电中性求晶胞中的离子数之比。

（1）①Co是27号元素，根据构造原理可知，其基态原子的价电子排布式为3d74s2，其失去最外层的2个电子后变为Co2+，故Co2+的价层电子排布图为；

[Co（H2O）6]2+中6个水分子是配体，故Co2+的配位数为6；

NH3分子的中心原子N原子的价电子对数为4，故其杂化方式为sp3；

H2O分子的O原子的杂化方式也是sp3，由于O原子还有2个孤电子对，其对成键电子对的斥力较大，故水分子的立体构型为V形．

②CO与N2属于等电子体，由于氮气分子的结构式为N≡N，则CO分子的结构式为C≡O，故其中σ键和π键数目比为1：2。根据等电子体的形成条件可知，与CO互为等电子体的阴离子是CN﹣。

（2）由于NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69pm和78pm，Ni2+的半径较小，则NiO的晶格能较大，故熔点NiO＞FeO； NiO晶体存在如图所示缺陷，由于其晶体仍呈电中性，根据其组成为Ni0.97O，设Ni3+与Ni2+的数目分别为ｘ和0.97-x，3x+2(0.97-x)=12，解之得，x=0.06，则该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比为0.06:0.91=6:91。