Question

【題目】氯磺酰氰酯(結構簡式為)是一種多用途的有機合成試劑，在HClO4-NaClO4介質中， K5[Co3+O4W12O36](簡寫為Co3+W)可催化合成氯磺酰氰酯。

（1）基態鈷原子的核外電子排布式為__________，組成HClO4-NaClO4的4種元素的電負性由小到大的順序為__________

（2）氯磺酰氰酯分子中硫原子和碳原子的雜化軌道類型分別是__________、__________， 1個氯磺酰氰酯分子中含有σ鍵的數目為__________，氯磺酰氰酯中5種元素的第一電離能由大到小的順序為__________。

（3）ClO4-的空間構型為__________

（4）一種由鐵、碳形成的間隙化合物的晶體結構如圖所示，其中碳原子位于鐵原子形成的八面體的中心，每個鐵原子又為兩個八面體共用，則該化合物的化學式為__________

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d74s2Na<H<Cl<Osp3sp5N>O>Cl>C>S 正四面體Fe3C

【解析】

（1）鈷原子核外有27個電子，根據能量最低原理書寫鈷原子核外電子排布式；元素非金屬性越強電負性越大；（2）根據氯磺酰氰酯分子的結構簡式，硫原子形成4個σ鍵，C原子形成2個σ鍵，分子中相鄰原子間都有1個σ鍵；同周期從左到右，總趨勢是第一電離能由小變大，但V A族因為其p軌道達到半滿狀態比較穩固，所以第一電離能比ⅥA族大，同主族元素從上到下第一電離能減小，所以C，N，O，S，Cl第一電離能從大到小的順序是N>O>Cl>C>S；（3）ClO4-中Cl原子價電子對數是4，無孤對電子；（4）每個碳原子被6個位于頂角位置的鐵原子所包圍，構成八面體結構，所以八面體結構中含有1個碳原子，每個鐵原子又為兩個八面體共用，每個八面體結構中有鐵原子=3。

（1）鈷原子核外有27個電子，根據能量最低原理，基態鈷原子核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d74s2；元素非金屬性越強電負性越大，所以Na、Cl、O、H電負性由小到大的順序是Na<H<Cl<O；（2）根據氯磺酰氰酯分子的結構簡式，硫原子形成4個σ鍵，有4個雜化軌道，C原子形成2個σ鍵，有2個雜化軌道，所以硫原子和碳原子的雜化軌道類型分別是sp3和sp，分子中相鄰原子間各有1個σ鍵，氯磺酰氰酯分子中有5個σ鍵；同周期從左到右，總趨勢是第一電離能由小變大，但VA族因為其p軌道達到半滿狀態比較穩定，所以第一電離能比ⅥA族大，同主族元素從上到下第一電離能減小，所以C，N，O，S，Cl第一電離能從大到小的順序是N>O>Cl>C>S；（3）ClO4-中Cl原子價電子對數是4，無孤對電子，所以ClO4-的空間構型為正四面體；（4）每個碳原子被6個位于頂角位置的鐵原子所包圍，構成八面體結構，所以每個八面體結構中含有1個碳原子，每個鐵原子又為兩個八面體共用，每個八面體結構中有鐵原子=3，所以該化合物的化學式為Fe3C。