Question

【題目】硫和釩的相關化合物，在藥物化學及催化化學等領域應用廣泛。回答下列問題：

(1)基態釩原子的外圍電子排布式為_________________。釩有＋2、＋3、＋4、＋5等多種化合價，其中最穩定的化合價是______________，VO43-的立體構型為__________。

(2)2-巰基煙酸氧釩配合物(圖1)是副作用較小的有效調節血糖的新型藥物。

①該藥物中N原子的雜化方式是____________，其所含第二周期元素第一電離能按由大到小順序的排列是__________________。

②2-巰基煙酸(圖2)水溶性優于2-疏基煙酸氧釩配合物的原因是_________________________________。

(3)多原子分子中各原子若在同一平面，且有相互平行的p軌道，則p電子可在多個原子間運動，形成“離域π鍵”，下列物質中存在“離域π鍵”的是________。

A．SO2　　　B．SO42-　　　C．H2S　　　D．CS2

(4)某六方硫釩化合物晶體的晶胞如圖3所示，圖4為該晶胞的俯視圖，該晶胞的密度為________________ g·cm－3(列出計算式即可)。

Answer 1

【答案】3d34s2 +5 正四面體 sp2 N>O>C 2巰基可以與水分子形成氫鍵，所以其水溶性會更好 AD

【解析】

（1）釩原子為23號元素，外圍電子排布式為3d34s2；其最穩定的化合價應是+5，即失去所有的價電子，形成最外層8電子的穩定結構。根據價層電子對互斥原理，VO43-中的中心原子V的價電子為5，可以算出價層電子對數為4，所以空間構型為正四面體；

（2）①N原子在吡啶環中，吡啶環類似于苯環的結構，故N原子為sp2雜化；其中含有的第二周期元素是C、N、O。同周期元素從左向右第一電離能增大，但N的2p能級上有3個電子，達到半滿穩定結構，所以N第一電離能反常增大，第一電離能大小為：N>O>C。

②2-巰基煙酸有羧基可以與水分子形成氫鍵，分子間作用力增大，所以其水溶性會更好；

（3）從題目表述來看，形成離域π鍵的要求是：①原子共平面；②有相互平行的p軌道。根據價層電子對互斥理論，

A．SO2為V型，A正確；

B．SO42-為正四面體，不共平面，B項錯誤；

C．H2S為V型，但H2S的H原子不存在p軌道， C錯誤；

D．CS2為直線型，故D項正確；

故選AD。

（4）晶胞中V的個數為： ，S的個數為：，即每個晶胞含有2個VS。晶胞質量為，根據圖4可計算出晶胞底面積為，晶胞體積為，所以晶胞密度為 g·cm－3；