Question

【題目】自然界中含錳元素的主要礦物有軟錳礦（MnO2·xH2O）、黑錳礦Mn3O4，大洋底部有大量錳結核礦。錳元素在多個領域中均有重要應用，用于制合金，能改善鋼的抗沖擊性能等。

（1）Mn在元素周期表中位于___區，核外電子占據最高能層的符號是___，金屬錳可導電，導熱，具有金屬光澤，有延展性，這些性質都可以用“___理論”解釋。

（2）Mn3+在水溶液中容易歧化為MnO2和Mn2+，下列說法合理的是___。

A.Mn3+的價電子構型為3d4，不屬于較穩定的電子構型

B.根據Mn2+的電子構型可知，Mn2+中不含成對電子

C.第四周期元素中，錳原子價電子層中未成對電子數最多

D.Mn2+與Fe3+具有相同的價電子構型，所以它們的化學性質相似

（3）在K2MnF6中，MnF62-的空間構型是正八面體，則中心原子的價層電子對數為__。該化合物中含有的共價鍵在形成過程中原子軌道的重疊方式為__。

（4）二價錳的化合物MnO和MnS熔融態均能導電，熔點MnO___MnS（選填“高于”、“等于”、“低于”）并解釋原因___。

（5）某錳氧化物的晶胞結構如圖：

該錳的氧化物的化學式為___，該晶體中Mn的配位數為____，該晶體中Mn之間的最近距離為___pm（用a、b來表示）。

Answer 1

【答案】d N 電子氣 A 6 “頭碰頭” 高于 均為離子晶體，O2-半徑比S2-半徑小，MnO晶格能大，熔點高 MnO2 6

【解析】

(1)Mn是25號元素，原子核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d54s2；錳可導電，導熱，具有金屬光澤，有延展性，是因為有自由電子，這些性質都可以用“電子氣理論”解釋；

(2)A．Mn3＋在水溶液中容易歧化為MnO2和Mn2＋，說明Mn3＋不穩定；

B．Mn2＋中價電子層不含成對電子，但是內層中含有成對電子；

C．第四周期中價電子層中未成對電子數最多的元素價電子排布式為：3d54s1；

D．Mn2＋與Fe3＋具有相同的價電子構型，微粒的化學性質不僅與價電子構型有關，也和微粒的電荷數、微粒半徑、原子序數有關；

(3)MnF62的空間構型是正八面體，則中心原子的價層電子對數為6；F與Mn之間的共價鍵都是共價單鍵；

(4)物質都屬于離子晶體，離子晶體的陰離子帶有相同電荷，離子半徑越小，離子鍵越強，晶格能越大，熔點越高；

(5)用均攤法計算確定化學式，并結合微粒的空間排列確定Mn的配位數；由晶胞結構可知：在該晶胞中距離相等且最近的2個Mn在晶胞體對角線的一半。

(1)Mn是25號元素，原子核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d54s2，可知M在元素周期表中位于第四周期第VIIB，屬于d區元素，核外電子占據最高能層的符號是N；錳可導電，導熱，具有金屬光澤，有延展性，是因為有自由電子，這些性質都可以用“電子氣理論”解釋，故答案為：d；N；電子氣；

(2)A．Mn3＋的價電子構型為3d4，Mn3＋在水溶液中容易歧化為MnO2和Mn2＋，說明Mn3＋不穩定，Mn3＋容易變成電子半充滿的穩定的價電子構型為3d5，3d4則屬于不穩定的電子構型，故A正確；

B．Mn2＋中價電子層不含成對電子，但是內層中含有成對電子，故B錯誤；

C．第四周期中價電子層中未成對電子數最多的元素價電子排布式為：3d54s1，是Cr元素，故C錯誤；

D．Mn2＋與Fe3＋具有相同的價電子構型，微粒的化學性質不僅與價電子構型有關，也和微粒的電荷數、微粒半徑、原子序數有關，因此它們的化學性質不相似，Mn2＋具有強的還原性，而Fe3＋具有強的氧化性，故D錯誤；

故答案選：A；

(3)MnF62的空間構型是正八面體，則中心原子的價層電子對數為6．在化合物化合物K2MnF6中含有的F與Mn之間的共價鍵都是共價單鍵，屬于σ鍵，在形成過程中原子軌道的重疊方式為“頭碰頭”，故答案為：6；“頭碰頭”；

(4)MnO和MnS都是離子晶體，離子電荷數相同，O2離子半徑小于S2的離子半徑，MnO的晶格能大，熔點更高，故答案為：高于；均為離子晶體，O2-半徑比S2-半徑小，MnO晶格能大，熔點高；

(5)在該晶體中含有的Mn原子個數為：×8＋1＝2，含有的O原子數目為：×4＋2＝4，Mn：O＝2：4＝1：2，所以該錳的氧化物的化學式為MnO2；根據晶胞投影圖可知：在該晶體體中與Mn原子距離相等且最近的O原子有6個，所以Mn的配位數為6；由晶胞結構可知：在該晶胞中距離相等且最近的2個Mn在晶胞體對角線的一半，晶胞的體對角線為pm，所以該晶體中Mn之間的最近距離為×pm=pm，故答案為：MnO2；6；。