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(tài)Co原子核外電子占據(jù)________種不同的能級，其中有________個未成對電子。

(2)Co能形成[Co(CNO)6]3－。

①1 mol該離子中含有σ鍵的數(shù)目為________。

②與CNO－互為等電子體的分子有_______

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

④在相同的壓強下，CO晶體的熔點高于N2晶體的原因為_______________________。

(3)BN晶體有多種結(jié)構(gòu)，其中立方氮化硼具有金剛石型結(jié)構(gòu)(如圖)。

①晶體的最小環(huán)中含有________個B原子。

②若晶胞參數(shù)為a nm，晶胞密度為ρ g·cm－3，則阿伏加德羅常數(shù)的值可表示為________。

Answer 1

【答案】7 3 18NA(或18×6.02×1023) CO2(或CS2、N2O等) N＞ O＞C CO為極性分子，N2為非極性分子，CO分子間的范德華力更大 3

【解析】

(1)基態(tài)Co核外電子排布為1s22s22p63s23p63d74s2，原子核外電子占據(jù)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，故答案為：7；3；

(2)Co能形成[Co(CNO)6]3-；

①[Co(CNO)6]3-中含有6個配位鍵，1個CNO-中含有2個σ鍵，配位鍵也屬于σ鍵，因此1mol該離子中含有σ鍵的數(shù)目為(6+2×6)NA=18NA或6+2×6×6.02×1023=18×6.02×1023，故答案為：18NA(或18×6.02×1023)；

②等電子體是指價電子數(shù)和原子總數(shù)都相同的分子、離子或原子團，與CNO-互為等電子體的分子為CO2、CS2或N2O等，故答案為：CO2(或CS2、N2O等)；

③同一周期元素從左到右第一電離能呈增大趨勢，N原子中2p能級處于半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能大于同周期相鄰元素，C、N、O三種基態(tài)原子的第一電離能由大到小的順序為N＞O＞C，故答案為：N＞O＞C；

④分子晶體熔點的高低取決于分子間作用力的大小，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，故答案為：CO為極性分子，N2為非極性分子，CO分子間的范德華力更大；

(3)①由晶胞結(jié)構(gòu)分析可知，晶體的最小環(huán)中含有3個B原子，3個N原子，形成6元環(huán)，故答案為：3；

②立方氮化硼中，晶胞邊長為a nm，晶胞體積V=(anm)3，該晶胞中N原子個數(shù)＝8×+6×＝4，B原子個數(shù)為4，立方氮化硼的密度＝，則，故答案為：。