Question

【題目】我國(guó)科學(xué)家借助自主研制的新型鎢鈷合金催化劑攻克了單壁碳納米管結(jié)構(gòu)的可控制備難題。

（1）基態(tài)鈷原子的核外未成對(duì)電子數(shù)為____。單壁碳納米管可看作石墨烯沿一定方向卷曲而成的空心圓柱體，其碳原子的雜化方式為____。

（2）納米結(jié)構(gòu)氧化鈷可在室溫下將甲醛（HCHO）完全催化氧化，已知甲醛各原子均滿足穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，甲醛分子屬____分子（選填“極性”“非極性”），其中心原子的VSEPR構(gòu)型為____。

（3）橙紅色晶體羰基鈷的熔點(diǎn)為52℃，分子式為Co2(CO)8，是一種重要的無(wú)機(jī)金屬配合物，可溶于多數(shù)有機(jī)溶劑。該晶體屬于______晶體，三種元素電負(fù)性由大到小的順序?yàn)椋ㄌ钤�素符�?hào)）____。配體CO的任意一種等電子體的電子式：_________。配體CO中與Co形成配位鍵的原子是C非O,原因是_________。

（4）元素鐵、鈷、鎳并稱鐵系元素，性質(zhì)具有相似性。某含鎳化合物結(jié)構(gòu)如圖所示，分子內(nèi)的作用力不可能含有__________（填序號(hào)）。

A．離子鍵 B．共價(jià)鍵 C．金屬鍵 D．配位鍵 E．氫鍵 F. 范德華力

（5）鎢為熔點(diǎn)最高的金屬，硬度極大，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，已知鎢的密度為ρ g·cm-3，則每個(gè)鎢原子的半徑r＝____nm。（只需列出計(jì)算式）

Answer 1

【答案】3 sp2 極性 平面三角形 分子 O>C>Co N2、CN-、O22+、C22-等電子式如：氮?dú)獾碾娮邮綖椋?/span>，CN-的電子式這 C原子半徑比O大，電負(fù)性小，對(duì)孤對(duì)電子吸引較弱，更容易形成配位鍵 ACF ××107

【解析】

（1）Co元素是27號(hào)元素，結(jié)合構(gòu)造原理書寫核外電子排布式；碳原子形成3個(gè)C-C鍵，沒(méi)有孤電子對(duì)，雜化軌道為3；

（2）甲醛分子中C原子形成3個(gè)σ鍵，沒(méi)有孤電子對(duì)，價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+0=3，據(jù)此判斷空間構(gòu)型，正負(fù)電荷重心重合屬于非極性分子，否則屬于極性分子；

（3）熔點(diǎn)低，溶于有機(jī)溶劑，符合分子晶體的性質(zhì)；同周期主族元素自左而右電負(fù)性增大，一般非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越大；CO與氮?dú)夥肿踊�為等電子體，其結(jié)構(gòu)式為C≡O，三鍵含有1個(gè)鍵、2個(gè)π鍵，由此寫出電子式；配體CO中與Co形成配位鍵的原子是C非O,原因是C原子半徑比O大，電負(fù)性小，對(duì)孤對(duì)電子吸引較弱，更容易形成配位鍵。

（4）Ni與N原子之間形成配位鍵，非金屬原子之間形成共價(jià)鍵，氫鍵中H與O可能形成氫鍵，沒(méi)有離子鍵、金屬鍵、分子間作用力；

（5）處于體對(duì)角線上原子緊密相鄰，體對(duì)角線長(zhǎng)度等于原子半徑的4倍，體對(duì)角線長(zhǎng)度等于晶胞棱長(zhǎng)的 倍，均攤法計(jì)算晶胞中W原子數(shù)目，再計(jì)算晶胞質(zhì)量，結(jié)合密度計(jì)算晶胞體積，晶胞體積開(kāi)三次方得到晶胞棱長(zhǎng)。

（1）Co元素是27號(hào)元素，核外電子排布式為：[Ar]3d74s2 ，基態(tài)鈷原子的核外未成對(duì)電子數(shù)為3，碳原子形成3個(gè)C-C鍵，沒(méi)有孤電子對(duì)，雜化軌道為3，碳原子雜化方式為：sp2，

（2）甲醛分子中C原子形成3個(gè)σ鍵，沒(méi)有孤電子對(duì)，價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+0=3，空間構(gòu)型為平面三角形，正負(fù)電荷重心不重合，屬于極性分子，其中心原子的VSEPR構(gòu)型為平面三角形。

（3）羰基鈷熔點(diǎn)低，溶于有機(jī)溶劑，屬于分子晶體；同周期主族元素自左而右電負(fù)性增大，一般非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越大，故電負(fù)性：O＞C＞Co，CO與氮?dú)夥肿踊�為等電子體，其結(jié)構(gòu)式為C≡O，三鍵含有1個(gè)鍵、2個(gè)π鍵，氮?dú)獾碾娮邮綖椋?/span>，CN-的電子式這。配體CO中與Co形成配位鍵的原子是C非O,原因是C原子半徑比O大，電負(fù)性小，對(duì)孤對(duì)電子吸引較弱，更容易形成配位鍵。

（4）Ni與N原子之間形成配位鍵，非金屬原子之間形成共價(jià)鍵，氫鍵中H與O可能形成氫鍵，沒(méi)有離子鍵、金屬鍵、范德華力，故選ACF；

（5）處于體對(duì)角線上原子緊密相鄰，體對(duì)角線長(zhǎng)度等于原子半徑的4倍，體對(duì)角線長(zhǎng)度等于晶胞棱長(zhǎng)的 倍，晶胞中W原子數(shù)目=1+8×1/8=2，晶胞質(zhì)量=2×184/NAg，晶胞體積=2×184/NA g÷ρ g·cm-3=2×184/ρNAcm3，晶胞棱長(zhǎng)= cm，故每個(gè)鎢原子的半徑r=1/4× × cm，即××107nm