|杂化轨道理论题目答案及解析如下，仅供参考！
选修三
第二章分子结构与性质
第二节分子的立体结构
杂化轨道理论
钴及其化合物具有广泛的用途，我国古代用的陶器釉料中就含有氧化钴。随着科技的不断发展，钴及其化合物成为制造合金、陶瓷颜料、催化剂、电池的重要原料之一，钴被也称为“工业味精”和“工业牙齿”，是重要的战略资源之一。回答下列问题。
基态钴原子的价层电子排布式为，钴成为阳离子时首先失去轨道电子。
基态钴原子核外电子数为$\rm27$个，其电子排布式为$\rm1{{s}^{2}}2{{s}^{2}}2{{p}^{6}}3{{s}^{2}}3{{p}^{6}}3{{d}^{7}}4{{s}^{2}}$，则价层电子排布式为$\rm3d^{7}4s^{2}$，钴成为阳离子时首先失去$\rm4s$轨道电子。
配合物$\rm[Co(NH_{3})_{6}]^{2+}$中的$\rmH-N-H$的键角比游离的$\rmNH_{3}$分子(填“大”“小”或“相同”)，其原因为。
配合物$\rm[Co(NH_{3})_{6}]^{2+}$中的$\rmH-N-H$的键角比游离的$\rmNH_{3}$分子，其原因为$\rmNH_{3}$通过配位键与$\rmCo^{2+}$结合后，原来的孤电子对变为成键电子对，对其他$\rmN-H$成键电子对的排斥力减小，$\rmH-N-H$键之间的键角增大。
$\rm[Co(NH_{3})_{4}CO_{3}]NO_{3}$可用于制备激光起爆器，制取$\rm[Co(NH_{3})_{4}CO_{3}]NO_{3}$的反应原理为：$\rm4Co(NO_{3})_{2}+12NH_{3}+4(NH_{4})_{2}CO_{3}+O_{2}=4[Co(NH_{3})_{4}CO_{3}]NO_{3}+4NH_{4}NO_{3}+2H_{2}O$。
①$\rmNH_{4}^{+}$中$\rmN$的杂化方式为。
②$\rm[Co(NH_{3})_{4}CO_{3}]NO_{3}$中与$\rmCo(III)$形成配位键的原子是。
③多原子分子中各原子若在同一平面，且有相互平行的$\rmp$轨道，则$\rmp$电子可在多个原子间运动，形成“离城$\pi$键”，下列物质中存在“离城$\pi$键”的是(填序号)。
A．$\rmNH_{3}$
B．$\rmCO_{3}^{2-}$
C．$\rmNO_{3}^{-}$
D．$\rmH_{2}O$
①$\rmNH_{4}^{+}$中$\rmN$的价电子对数为$\rm\dfrac{5+4-1}{2}=4$，且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论则其空间构型为正四面体，杂化方式为$\rmsp^{3}$；
②$\rm[Co(NH_{3})_{4}CO_{3}]NO_{3}$中与$\rmCo(III)$形成配位键的原子是提供孤电子的原子是$\rmN$和$\rmO$；
$\rmCo_{3}O_{4}$晶体的晶胞如图所示(阳离子略去)，$\rmO^{2-}$围成正四面体空隙($1$、$3$、$6$、$7$号$\rmO^{2-}$围成)和正八面体空隙($3$、$6$、$7$、$8$、$9$、$12$号$\rmO^{2-}$围成)，$\rmCo_{3}O_{4}$中有一半的$\rmCo^{3+}$填充在正四面体空隙中，$\rmCo^{2+}$和另一半$\rmCo^{3+}$填充在正八面体空隙中。
①$\rmO^{2-}$周围紧邻的$\rmO^{2-}$数目为，晶体中正四面体空隙数与正八面体空隙数之比为。
②已知晶胞参数为$a\\rmpm$，阿伏伽德罗常数为$N_{\rmA}$，则晶体密度为$\rm\g\cdotcm^{-3}$(用含$a$和$N_{\rmA}$的代数式表示)。
①由晶胞可知，位于顶点的$\rmO^{2-}$与位于面心的$\rmO^{2-}$离子最近，则每个$\rmO^{2-}$周围紧邻的$\rmO^{2-}$数目为$12$，如$1$、$3$、$6$、$7$号$\rmO^{2-}$围成的正四面体为八个，一个顶点三个面心构成一个正四面体，八个顶点可以构成八个正四面体，正四面体空隙数为$8$，$3$、$6$、$7$、$8$、$9$、$12$号$\rmO^{2-}$围成正八面体，将晶体向外延伸可知，共用一条棱的$4$个面心与该棱的两个顶点上的$\rmO^{2-}$也可以构成正八面体结构，但是这样的八面体是四个晶胞共有，所以正八面体个数为$\rm1+12\times\dfrac{1}{4}=4$，正八面体空隙数为$4$，晶体中正四面体空隙数与正八面体空隙数之比为$2:1$。
②已知晶胞参数为$a\\rmpm$，阿伏伽德罗常数为$N_{\rmA}$，由晶胞可知，晶胞中氧离子个数为$\rm8\times\dfrac{1}{8}+6\times\dfrac{1}{3}=4$，由化学式可知晶胞中含有一个$\rmCo_{3}O_{4}$，晶胞的质量为$m=\dfrac{241}{{{N}_{\rmA}}}\\rmg$，体积为$V={{(a\times{{10}^{-10}})}^{3}}\{\rmc{{m}^{3}}}={{a}^{3}}\times{{10}^{-30}}\rm\c{{m}^{3}}$，密度为$\rho=\dfrac{m}{V}=\dfrac{241}{{{N}_{\rmA}}\times{{a}^{3}}\times{{10}^{-30}}}\\rmg\cdotc{{m}^{-3}}$。