Question

【題目】尖晶石是世界上最迷人的寶石之一，主要是鎂鋁氧化物組成的礦物，還常含有鐵、鋅、錳、鉻、鈷等元素。回答下列問題：

（1）基態(tài)錳原子價(jià)層電子排布式為__________，Co3+的未成對電子數(shù)為_________。

（2）一種鋁試劑的結(jié)構(gòu)如圖，該物質(zhì)中碳的雜化類型為___________，氮與其成鍵的3個(gè)原子共同構(gòu)成的空間構(gòu)型為_______，氮與鋁形成的是_____鍵（填編號。）

a離子b配位c.σd.π

（3）基態(tài)原子第一電離能：鎂_____鋁（填“大于”“小于”或“等于”)原因是_______。

（4）一種由Mg、Cr、O元素組成的尖晶石晶胞分別由4個(gè)A與4個(gè)B交替無隙并置而成（見圖甲），晶胞結(jié)構(gòu)如圖乙所示，該尖晶石的化學(xué)式為_____________；圖乙中，若E點(diǎn)鎂原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(，，0)，則F點(diǎn)鎂原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為_______________。

Answer 1

【答案】3d54s2 4 sp2 平面三角形 bc 大于 鎂原子電子排布為全（充）滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；或鎂原子為 3s2 全充滿結(jié)構(gòu)，難失電子；或鋁失去 1 個(gè)電子為 3s2的全充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，鎂原子失去 1 個(gè)電子為3s1不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；（任意一種答法） MgCr2O4（Cr2MgO4也可） （，,）

【解析】

⑴基態(tài)錳是25號元素，其基態(tài)原子電子排布式為[Ar]3d54s2， Co是27號元素，其基態(tài)原子電子排布式為[Ar]3d74s2，Co3+電子排布式為[Ar]3d6。

⑵該物質(zhì)中碳價(jià)層電子對數(shù)為3對，氮與其成鍵的3個(gè)原子，其價(jià)層電子對數(shù)為3，分析結(jié)構(gòu)氮未與鋁形成鍵時(shí)含有1對孤對電子，與鋁形成時(shí)則氮提供孤對電子。

⑶鎂原子為3s2，全充滿結(jié)構(gòu)，難失電子，鋁原子3s23p1，易失去1個(gè)電子變?yōu)?/span>3s2的全充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

⑷先計(jì)算每個(gè)A中Mg、O個(gè)數(shù)，再計(jì)算B中O、Mg、Cr個(gè)數(shù)，再得出整個(gè)晶胞中有Mg、O、Cr個(gè)數(shù)，再得化學(xué)式，F點(diǎn)鎂原子在左前上方的小的立方體中心。

⑴基態(tài)錳是25號元素，其基態(tài)原子電子排布式為[Ar]3d54s2，價(jià)層電子排布式為3d54s2，Co是27號元素，其基態(tài)原子電子排布式為[Ar]3d74s2，Co3+電子排布式為[Ar]3d6，未成對電子數(shù)為4；故答案為：3d54s2；4。

⑵如圖結(jié)構(gòu)，該物質(zhì)中碳價(jià)層電子對數(shù)為3對，其雜化類型為sp2，氮與其成鍵的3個(gè)原子，其價(jià)層電子對數(shù)為3，因此氮與其成鍵的3個(gè)原子共同構(gòu)成的空間構(gòu)型為平面三角形，分析結(jié)構(gòu)氮未與鋁形成鍵時(shí)含有1對孤對電子，與鋁形成時(shí)則氮提供孤對電子，因此形成的是配位鍵和σ鍵；故答案為：sp2；平面三角形；bc。

⑶鎂原子為3s2，全充滿結(jié)構(gòu)，難失電子，鋁原子3s23p1，易失去1個(gè)電子變?yōu)?/span>3s2的全充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此基態(tài)原子第一電離能：鎂大于鋁；故答案為：大于；鎂原子電子排布為全(充)滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；或鎂原子為3s2全充滿結(jié)構(gòu)，難失電子；或鋁失去1個(gè)電子為3s2的全充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，鎂原子失去1個(gè)電子為3s1不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(任意一種答法)。

⑷A中Mg為1.5個(gè)，O為4個(gè)，B中O為4個(gè)，Mg為0.5個(gè)，Cr為4個(gè)，晶胞結(jié)構(gòu)如圖乙所示，因此整個(gè)晶胞中有Mg為16個(gè)，O為32個(gè)，Cr為16個(gè)，因此該尖晶石的化學(xué)式為MgCr2O4；圖乙中，若E點(diǎn)鎂原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(，，0)，則F點(diǎn)鎂原子在左前上方的小的立方體中心，其分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(，，)；故答案為：MgCr2O4；(，，)。