Question

【題目】錳元素在多個領(lǐng)域中均有重要應(yīng)用，回答下列問題。

(1)Mn在元素周期表中位于_____區(qū)；MnSO4中陽離子的價電子排布式為__________；

(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(gòu)型為3d4，不屬于較穩(wěn)定的電子構(gòu)型

B.根據(jù)Mn2+的電子構(gòu)型可知，Mn4+中不含成對電子

C.Mn2+易被氧化，可能是因為Mn2+產(chǎn)內(nèi)有大量自旋方向相同的電子

D.Mn2+與Fe3+具有相同的價電子構(gòu)型，所以它們的化學(xué)性質(zhì)相似

(3)在K2MnF6中，MnF62-的空間構(gòu)型是正八面體，則中心原子的價層電子對數(shù)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)二價錳的化合物的性質(zhì)如下表所示：

物質(zhì)	MCl2	MnS	MnSO4
熔點(diǎn)	650℃	1610℃	700℃

上表三種物質(zhì)中晶格能最大的是________；上表涉及的三種陰離子中，半徑最大的是______。

(5)某錳氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示：

該錳的氧化物的化學(xué)式為______________，該晶體中Mn的配位數(shù)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】區(qū) 3d5 A 6 “頭碰頭” MnS SO42- MnO2 6

【解析】

(1)根據(jù)Mn的原子序數(shù)，結(jié)合原子核外電子排布確定其在周期表的位置，來確定其所在的區(qū)；中MnSO4中Mn元素為+2價，根據(jù)原子反應(yīng)時電子變化分析其價電子排布式；

(2)Mn3+在水溶液中容易歧化為MnO2和Mn2+，說明Mn3+不穩(wěn)定，結(jié)合各自微粒的價層電子排布式及與電子自旋方向、能量的高低分析判斷，物質(zhì)的性質(zhì)與電子層排布、核電荷數(shù)、電荷數(shù)目都有關(guān)系等分析判斷；

(3)根據(jù)價層電子對互斥理論分析MnF62-的中心原子Mn的價層電子對數(shù)；

(4)物質(zhì)都屬于離子晶體，微粒間的晶格能越大，斷裂使物質(zhì)熔化需要的能量就越高，據(jù)此分析；

(5)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(qiáng)，晶格能越大，熔點(diǎn)越高；

(6)用均攤法計算化學(xué)式，并結(jié)合微粒的空間排列確定Mn的配位數(shù)及最近的2個Mn原子間的距離。

(1)Mns 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(qū)，MnSO4中Mn元素為+2價，則Mn2+的價電子排布式是3d5；

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

B. Mn4+中價電子層不含成對電子，但是內(nèi)層中含有成對電子，B錯誤；

C.Mn2+產(chǎn)內(nèi)有大量自旋方向相同的電子，這些電子自旋方向相同，能夠使原子的能量最低，而Mn2+易被氧化，顯然與Mn2+內(nèi)含有大量自旋方向相同的電子無關(guān)，C錯誤；

D.Mn2+與Fe3+具有相同的價電子構(gòu)型，微粒的化學(xué)性質(zhì)不僅與價電子構(gòu)型有關(guān)，也和微粒的電荷數(shù)、微粒半徑、原子序數(shù)有關(guān)，因此它們的化學(xué)性質(zhì)不相似，Mn2+具有強(qiáng)的還原性，而Fe3+具有強(qiáng)的氧化性，D錯誤；

故合理選項是A；

(3)在MnF62-的中，Mn與6個F形成6個σ鍵，因此含有6對σ鍵，含有的孤對電子對數(shù)為=0，所以MnF62-的中心原子Mn的價電子對數(shù)為6+0=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”；

(4)三種物質(zhì)都是離子晶體，離子半徑越小，離子鍵就越強(qiáng)，離子晶體的晶格能就越大，物質(zhì)的熔點(diǎn)就越高，根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知上表三種物質(zhì)中晶格能最大的是MnS，MnCl2、MnS的陰離子都是簡單的離子，而MnSO4的陰離子是復(fù)雜離子，SO42-為正四面體形，因此其離子半徑最大，該晶體具有的晶格能最小，熔點(diǎn)也就最低，即半徑最大的是SO42-；

(5)在該晶體中含有的Mn原子個數(shù)為，含有的O原子數(shù)目為：，Mn：O=2：4=1：2，所以該錳的氧化物的化學(xué)式為MnO2；

根據(jù)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原子由6個，所以Mn的配位數(shù)為6；

由晶胞結(jié)構(gòu)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，所以該晶體中Mn之間的最近距離為pm。