Question

【題目】B、N、Co均為新型材料的重要組成元素。請回答下列問題：

（1）基態Co原子核外電子占據_________種不同的能級，其中有__________個未成對電子。

（2）Co能形成[Co(CNO)6]3-。

①1mol該離子中含有σ鍵的數目為_____________________。

②與CNO-互為等電子體的分子為_______________（填化學式，任寫一種）

③C、N、O三種基態原子的第一電離能由大到小的順序為___________（用元素符號表示）。

④相同壓強下，CO晶體的熔點高于N2晶體的原因為____________________________。

（3）多硼酸根的結構之一為鏈狀（如圖1），化學式為______________，其中B原子的雜化形式為______________。

（4）BN晶體有多種結構，其中立方氮化硼具有金剛石型結構（如圖2）。

①晶體的最小環中含有____________個B原子。

②若晶胞參數為anm，晶胞密度為ρg·cm-3，則阿伏加德羅常數的值可表示為_____________。

Answer 1

【答案】 7 3 18NA（或18×6.02×1023等合理答案即可） CO2或CS2或N2O等合理答案 N>O>C CO為極性分子，N2非極性分子，CO分子間的范德華力更大 BO2-或(BO2)nn- Sp2 3

【解析】（1）基態Co核外電子排布為1s22s22p63s23p63d74s2，原子核外電子占據1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s共7種不同的能級，其中有3個未成對電子。（2）Co能形成[Co(CNO)6]3-。

①1mol該離子中含有σ鍵的數目為3×6×6.02×1023=18×6.02×1023。②與CNO-互為等電子體的分子為CO2或CS2或N2O等合理答案；③同一周期從左到右第一電離能逐漸增大，N中P電子處于半充滿狀態，第一電離能變大，C、N、O三種基態原子的第一電離能由大到小的順序為 N>O>C（用元素符號表示）。④相同壓強下，CO晶體的熔點高于N2晶體的原因為 CO為極性分子，N2非極性分子，CO分子間的范德華力更大。（3）多硼酸根化學式為 BO2-或(BO2)nn-，其中B原子形成2個σ鍵，最外層3個電子，又得一個，共4個價電子，形成σ鍵用去2個，有一個孤電子對，雜化形式為 Sp2 。（4）①晶體的最小環中含有3個B原子，3個N原子，形成6元環；立方氮化硼中，晶胞邊長為a cm，晶胞體積V=（acm）3，該晶胞中N原子個數=8×1/8+6×1/2=4、B原子個數為4，立方氮化硼的密度ρ=4M/(NAV)=4×25/NA×(a×10-7cm) 3g·cm－3=100/(a×10-7cm)3NAg·cm－3，NA=1023/ρa3.