Question

【題目】目前鉻被廣泛應用于冶金、化工、鑄鐵及高精端科技等領域。回答下列問題：

（1）基態Cr原子價層電子的軌道表達式為_______，其核外有_______種不同能量的電子。

（2）Cr的第二電能離（ICr）和Mn的第二電離能（IMn）分別為1590.6 kJ·mol-1、1509.0 kJ·mol-1，ICr > IMn的原因是____________。

（3）過氧化鉻CrO5中Cr的化合價為+6，則該分子中鍵、鍵的數目之比為______。

（4）CrCl3的熔點（83℃）比CrF3的熔點（1100℃）低得多，這是因為___________。

（5）Cr的一種配合物結構如圖所示，該配合物中碳原子的雜化方式是_______，陽離子中Cr原子的配位數為_________，ClO的立體構型為________。

（6）氮化鉻晶體的晶胞結構如圖所示，Cr處在N所圍成的________空隙中，如果N與Cr核間距離為apm，則氮化鉻的密度計算式為__________g·cm-3（NA表示阿伏加德羅常數的值）。

Answer 1

【答案】 7 Cr失去1個e－后，3d軌道處于半充滿狀態，不易失去電子，Mn失去2個e－后，才處于半充滿狀態 7：1 CrCl3為分子晶體，CrF3是離子晶體 sp、sp3 6 正四面體形 正八面體 g/cm3或 g/cm3

【解析】

過渡元素的價層電子包括最外層電子和次外層d能級，不同的能級，能量是不同；從它們的第一電離能的電子排布式角度進行分析；利用化合價代數和為0進行分析；從晶體熔沸點判斷；雜化軌道數等于價層電子對數，從配合物結構進行分析；根據晶胞的結構進行分析；

(1)Cr位于第四周期VIB族，價層電子排布式為3d54s1，其軌道表達式為；基態Cr的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，有7個能級，因此核外有7種不同能量的電子；

(2)Cr失去1個e－后，價電子排布式為3d5，Mn失去1個e－后，價電子排布式為3d54s1，前者3d為半充滿，不易失去電子；

(3)令－1價O原子個數為a，－2價O原子的個數為b，則有a＋2b=6，a＋b=5，解得a=4，b=1，Cr為＋6價，從而推出CrO5的結構簡式為，即鍵、鍵的數目之比為7：1；

(4)CrCl3為分子晶體，CrF3為離子晶體，一般離子晶體的熔沸點高于分子晶體；

(5)根據配合物結構，“C=S”中C的雜化方式為sp，飽和碳的雜化方式為sp3；該配合物中，Cr與6個N原子形成6個配位鍵,即Cr的配位數為6；ClO4－中有4個σ鍵，孤電子對數為=0，價層電子對數為4，空間構型為正四面體形；

(6)根據氮化鉻的晶胞結構，Cr處于N所圍成正八面體空隙中；Cr位于晶胞的棱上和體心，利用均攤法，其個數為=4，N位于頂點和面心，個數為=4，化學式為CrN，晶胞的質量為，根據晶胞的結構，晶胞的邊長為為2apm，即為2a×10－10cm，根據密度的定義，該晶胞的密度為g/cm3或g/cm3。