Question

【题目】钴的化合物在磁性材料生产、电池制造、催化剂制备等方面应用十分广泛。

（1）二价钴离子的核外电子排布式为______。基态Co原子核外3d能级上有______个未成对电子。Co与Ca属同周期，且核外最外层电子构型相同，但金属钴熔沸点都比钙高，原因是______。

（2）0.1mol[Co(NO2)6]3－中所含的σ键数目是______，K3[Co(NO2)6]中K、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是______。

（3）化合物四氨基钴酞菁分子的结构式如图。四氨基钴酞菁中N原子的杂化轨道类型为______。

（4）[Co(NH3)6]Cl3晶体可由CoCl2溶于氨水并通入空气制得，该配合物中配体分子的立体构型是______。

（5）一种钴的化合物可用作石油脱硫的催化剂，其晶胞结构如图所示，则晶体中与每个O2－紧邻的O2－有______个，该钴的化合物的化学式是______。

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p63d7或[Ar]3d7 3 钙原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱 1.8NA N＞O＞K sp2、sp3 三角锥 8 CoTiO3

【解析】分析：（1）根据钴的原子序数结合核外电子排布规律解答；

（2）单键都是σ键，双键中含有1个σ键、1个π键；非金属性越强，第一电离能越大；

（3）根据氮原子的成键特点解答；

（4）配体是氨气，据此解答；

（5）根据晶胞结构结合均摊法计算。

详解：（1）钴的原子序数是27，则二价钴离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d7或[Ar]3d7。基态Co原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2，因此3d能级上有3个未成对电子。由于钙原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱，因此金属钴的熔沸点都比钙的高。

（2）硝基中含有2个氮氧双键，另外[Co(NO2)6]3－中还含有配位键，一共含有18个σ键，则0.1mol[Co(NO2)6]3－中所含的σ键数目是1.8NA；非金属性越强，第一电离能越大，氮元素的2p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，则K3[Co(NO2)6]中K、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是N＞O＞K。

（3）氨基中氮原子全部形成单键，属于sp3杂化；形成双键的氮原子是sp2杂化；

（4）[Co(NH3)6]Cl3中配体分子是氨气，氮原子的价层电子对数是4，其中氮原子含有一对孤对电子，其立体构型是三角锥形。

（5）O2－位于面心处，则晶体中与每个O2－紧邻的O2－有8个，钛原子个数8×1/8＝1，氧原子个数是6×1/2＝3，钴原子位于晶胞中，个数是1，因此该钴的化合物的化学式是CoTiO3。