问题标题:
【钴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基态原子的电子排布式为___;(2)酞菁钴近年】
问题描述:
钴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、光动力学中的光敏剂、催化剂等方面得到了广泛的应用,其结构如图1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有大到小的顺序为___,(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)CoCl2中结晶水数目不同呈现不同的颜色.
CoCl2•6H2O(粉红) 325.3K
CoCl2•2H2O(紫红)363K
CoCl2•H2O(蓝紫)393K
CoCl2(蓝色)
CoCl2可添加到硅胶(一种干燥剂,烘干后可再生反复使用)中制成变色硅胶.简述硅胶中添加CoCl2的作用:___;
(4)用KCN处理含 Co2+的盐溶液,有红色的Co(CN)2析出,将它溶于过量的KCN溶液后,可生成紫色的[Co(CN6]4-,该配离子具有强还原性,在加热时能与水反应生成淡黄色[Co(CN)6]3-,写出该反应的离子方程式:___;
(5)Co的一种氧化物的晶胞如图所示(),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(如图2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___.
程玉武回答:
(1)Co为27号元素,原子核外电子数为27,根据能量最低原理,其核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d74s2,故答案为:1s22s22p63s23p63d74s2;
(2)①酞菁钴中三种非金属原子为C、N、H,同周期自左而右电负性增大,非金属性越强电负性越大,故电负性N>C>H;分子中C原子均形成3个σ键,没有孤对电子,杂化轨道数目为3,碳原子的杂化轨道类型为sp2,
故答案为: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号、3号N原子形成3对共用电子对为普通共价键,2号、4号N原子形成4对共用电子对,与Co通过配位键结合,
故答案为:2,4;
(3)随着硅胶的吸湿和再次烘干,二氯化钴在结晶水合物和无水盐间转化,通过颜色的变化可以表征硅胶的吸湿程度,
故答案为:随着硅胶的吸湿和再次烘干,二氯化钴在结晶水合物和无水盐间转化,通过颜色的变化可以表征硅胶的吸湿程度;
(4)[Co(CN)6]4-配离子具有强还原性,在加热时能与水反应生成淡黄色[Co(CN)6]3-,只能是水中氢元素被还原为氢气,根据电荷守恒有氢氧根离子生成,该反应离子方程式为:2[Co(CN)6]4-+2H2O=2[Co(CN)6]3-+H2↑+2OH-,
故答案为:2[Co(CN)6]4-+2H2O=2[Co(CN)6]3-+H2↑+2OH-;
(5)由氧化物晶胞结构可知晶胞中Co、O原子数目之比为1:1,假设黑色球为Co原子,以顶点Co原子为研究对象,与之等距离且最近的钴原子位于面心,每个顶点为8个晶胞共用,每个面心为2个晶胞共用,在该晶体中与一个钴原子等距离且最近的钴原子数目为3×82
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