Question

【題目】鉻及其化合物在材料、顏料及超導等方面用途非常廣泛。回答下列問題：

（1）基態Cr原子的價電子排布式為__；Cr成為陽離子時首先失去__軌道的電子。

（2）鉻與鉀均位于第四周期，鉻的熔點和沸點均比鉀的高，這是因為__。

（3）甘氨酸鉻（結構如圖）是一種配合物，其配位原子是__。

（4）反應：6KSCN+13K2Cr2O7+55H2SO4=13Cr2(SO4)3+6SO2↑+6CO2↑+16K2SO4+55H2O

①KSCN的四種組成元素中第一電離能最大的是__（填元素符號）；KSCN中陰離子的空間構型為___形，中心原子的雜化方式是__。

②分子中的大鍵可用符號表示，其中m代表參與形成大鍵的原子數，n代表參與形成大鍵的電子數（如苯分子中的大鍵可表示為），則NO2的大鍵可表示為__。

（5）立方CrO2晶體的結構如圖所示，晶胞參數為apm。

①設NA為阿伏加德羅常數的值，則CrO2的密度為__（列出計算式）g·cm-3。

②1、2號原子的坐標依次為(0，0，0)、(，0，)，則原子坐標為(，，)和(，，)間的距離為__pm。

Answer 1

【答案】3d54s1 4s 鉻的價電子數比鉀的多，原子半徑比鉀的小，鉻的金屬鍵比鉀的強 N、O N 直線 sp a

【解析】

根據原子的核電荷數和能級圖書寫價電子排布式并分析失電子情況；根據配合物的組成結構分析；根據價層電子對數目和價層電子對互斥理論分析原子的雜化類型和空間構型；根據晶胞結構利用均攤法分析晶體的化學式并進行相關計算。

(1)基態Cr原子的核電荷數為24，其電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，則價電子排布式為3d54s1；Cr成為陽離子時首先失去4s軌道的電子；

(2)鉻與鉀均位于第四周期，鉻的價電子數比鉀的多，原子半徑比鉀的小，鉻的金屬鍵比鉀的強，則鉻的熔點和沸點均比鉀的高；

(3)由甘氨酸鉻的結構可知，N、O原子提供孤對電子，形成配位鍵，則配合物的配位原子是N、O；

(4)①KSCN的四種組成元素K、S、C、N中，K是金屬元素，第一電離能最小，C、N、O三種元素為同周期的主族元素，第一電離能隨核電荷數增大而呈增大趨勢，但N原子的2p軌道為半充滿結構，相對穩定，三種元素的第一電離能由小到大的順序為C＜O＜N，O、S同主族，O的非金屬性強，第一電離能大，即O＞S，則K、S、C、N四種元素的第一電離最大的是N元素；KSCN中SCN-離子中C原子價層電子對個數是2+=2，且不含孤電子對，根據價層電子對互斥理論判斷其空間構型為直線形，其中C原子雜化方式為sp；

②NO2的結構可表示為則NO2的大π鍵可表示為；

(5)①立方CrO2晶體的晶胞中含有黑球原子數目為8×+6×=4，白球數為8，則黑球為Cr，共含有4個CrO2，晶胞的質量為g=g，晶胞的體積為(a×10-10cm)3，則CrO2的密度==g·cm-3；

②在CrO2晶胞中1、2號原子的坐標依次為(0，0，0)、(，0，)，說明晶胞的邊長單位為1，則原子坐標為(，，)和(，，)分別為晶胞結構中的紅色球和綠色球，兩者之間的距離為晶胞體對角線的，即為 pm=a pm。