Question

【题目】钴（Co）是人体必需的微量元素。含钴化合物作为颜料，具有悠久的历史，在机械制造、磁性材料等领域也具有广泛的应用。请回答下列问题：

（1）Co基态原子的外围电子排布式为 ；

（2）酞菁钴近年来在光电材料、非线性光学材料、光动力学疗法中的光敏剂、催化剂等方面得到了广泛的应用。其结构如图所示，中心离子为钴离子。

①酞菁钴中三种非金属原子的电负性由大到小的顺序为 ；

（用相应的元素符号作答）；碳原子的杂化轨道类型为 ；

②与钴离子通过配位键结合的氮原子的编号是 ；

（3）Co的一种氧化物的晶胞如下图所示，在该晶体中与一个钴原子等距离且最近的钴原子有_________个；筑波材料科学国家实验室一个科研小组发现了在 5K 下呈现超导性的晶体，该晶体具有CoO2的层状结构(如下图所示，小球表示Co原子，大球表示O原子）。下列用粗线画出的重复结构单元示意图不能描述CoO2的化学组成的是 。

Answer 1

【答案】（1）3d74s2；（2）①N>C>H ， sp2； ②2、4 ；（3）12 ，D .

【解析】

试题分析：Co是27号元素基态原子的外围电子排布式为3d74s2，答案为：3d74s2；（2）①酞菁钴中三种非金属原子分别为H、C、N，电负性由大到小的顺序为N>C>H，结构中可以看出所有的碳原子的价层电子对数都为3，杂化方式为sp2杂化，答案为：N>C>H ， sp2； ②含有孤对电子的N原子与Co通过配位键结合，形成配位键后形成4对共用电子对，形成3对共用电子对的N原子形成普通的共价键，1、3号N原子形成3对共用电子对为普通共价键，2、4号N原子形成4对共用电子对，与Co原子通过配位键结合，答案为：2、4 ；（3）由氧化钴晶胞结构可知晶胞中Co、O原子数目比为1:1，假设黑色球是Co原子，以顶点钴原子为研究对象，与之最近的Co原子位于面心，每个顶点8个晶胞共用，每个面心为2个晶胞共用，在该晶体中与一个Co原子等距且最近的Co原子的个数为3x8/2=12，CoO2重复结构单元中Co、O原子个数比为1:2，有图像，A.中Co、O原子个数比为1:4x1/2=1:2，符合；B. 中Co、O原子个数比为(1+4x1/4):4=1:2，符合；C. 中Co、O原子个数比为4x1/4:4x1/2=1:2，符合；D. 中Co、O原子个数比为4x1/4:1=1:1，不符合，答案为：12，D.