Question

【題目】碳、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）基態釩的原子結構示意圖為____________________________；

（2）的中心原子價層孤電子對數目為______，一個離子中含有_______個鍵；

（3）巰基煙酸氧釩配合物圖是副作用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_______；

②、Y、W三種物質在水中的溶解性由大到小的順序為__________，原因是__________；

已知：多原子分子中，若原子都在同一平面上且這些原子有相互平行的p軌道，則p電子可在多個原子間運動，形成“離域鍵”或大鍵。大鍵可用表示，其中m、n分別代表參與形成大鍵的原子個數和電子數，如苯分子中大鍵表示為。

③下列微粒中存在“離域鍵”的是_____；

④分子中大鍵可以表示為_______________；

（5）偏釩酸銨加熱分解生成五氧化二釩、氨氣、水。偏釩酸銨的陰離子呈如下圖2所示的無限鏈狀結構，則偏釩酸銨的化學式為_________；

（6）某六方硫釩化合物晶體的晶胞如圖4所示表示V，表示，該晶胞的化學式為VS。圖3為該晶胞的俯視圖。

①請在圖4中用標出V原子的位置；__________

②已知晶胞的密度為，計算晶胞參數____________cm。列出計算式即可

Answer 1

【答案】 4 X中含有羧基可以與水分子形成氫鍵，增強水溶性；Y中含有酯基和苯環，W中含有酯基，都不利于水的溶解 八個頂點各一個，四條棱上各一個

【解析】

（1）基態釩原子核外23個電子，根據構造原理書寫其核外電子排布式；

（2）VO43-的中心原子價層孤電子對數目=（5+3-4×2），一個VO43-離子中V原子和每個O原子形成一個共價單鍵，共價單鍵為σ鍵；

（3）①該藥物中每個N原子含有一個孤電子對，兩個σ鍵，根據雜化軌道理論確定其雜化類型；

②-COOH、-SH、氨基是親水基，酯基是憎水基，親水基個數越多其溶解性越大；

③形成離域π鍵的形成條件是“原子都在同一平面上且這些原子有相互平行的p軌道，則p電子可在多個原子間運動“，硫酸根離子是正四面體結構，硫化氫中H原子和S原子沒有平行的p軌道；

④CS2分子中大π鍵由3個原子形成的，且每個S原子提供1個p電子、C原子提供2個p電子；

（4）根據圖知，每個V原子連接O原子個數=2+2×=3，則偏釩酸根離子為VO3-；

（5）①根據圖知，每個晶胞中含有2個S原子，其化學式為VS，則每個晶胞中含有2個V原子，每個頂點上含有1個V原子，要使每個晶胞中含有2個V原子，只能是豎著的每條棱上含有一個V原子；

②設其高為hcm，其體積V=（a×10-7 cm）×（a×10-7 cm）×sin60°×hcm，密度ρ=進行計算。

依據釩的原子序數是23可得，基態釩的原子結構示意圖為：；

依據圖1可知，的中心原子價層孤電子對數目為0，一個離子中含有4個鍵；

①該藥物中N原子形成了一個平面結構的環，因此雜化方式是：sp2；

②X、Y、W三種物質在水中的溶解性由大到小的順序為，原因是：羧基、N原子均能與水分子形成氫鍵，增大溶解度。X分子中既有羧基又含N原子，W分子中只含N原子，Y分子中既不含羧基，又不含N原子，故答案為：；X中含有羧基可以與水分子形成氫鍵，增強水溶性；Y中含有酯基和苯環，W中含有酯基，都不利于在水中的溶解；

③A.含有三中心四電子鍵，故A正確；

B.的結構中沒有離域鍵，故B錯誤；

C.的結構中沒有離域鍵，故C錯誤；

D.含有三中心四電子鍵，故D正確；

故答案為AD；

④CS2分子中大鍵可以表示為，故答案為：；

根據圖2所示推斷偏釩酸銨的化學式為：NH4VO3；

①依據圖3和圖4可知，V原子所處的位置是：八個頂點各一個，四條棱上各一個，故答案為：八個頂點各一個，四條棱上各一個；

②依據①的知識可知，晶胞中含有4個VS粒子，，所以，故答案為：nm。