Question

【題目】金屬釩（V）廣泛應用于航空、化工、能源等行業。

（1）釩元素基態原子的電子排布式為__________，3d 能級上的未成對電子數為___________。

（2）VCl2溶液與乙二胺(H2N—CH2—CH3—NH4 )可形成配離子[V(En)2]2+ (En是乙二胺的簡寫)，該配離子中所含非金屬元素的電負性由大到小的順序是___________ (用元素符號表示)。乙二胺分子中氮原子的雜化軌道類型為_____________，乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均屬于胺，且相對分子質量相近，但乙二胺比三甲胺的沸點高得多，原因是______________。

（3）LiVH4是一種特殊的還原劑，可將乙酸直接還原成乙醇。CH3COOH和CH3CH2OH分子中σ鍵數目之比為 ____________。

（4）釩能形成多種配合物，釩的兩種配合物 X、Y的化學式均為 V(NH3)3ClSO4，取X、Y的溶液進行如下實驗(已知配體難電離出來)。

	X	X	Y	Y
試劑	BaCl2溶液	AgNO3溶液	BaCl2溶液	AgNO3溶液
現象	白色沉淀	無明顯變化	無明顯變化	白色沉淀

則 X的配離子為___________，Y的配體是 __________。

（5）VO晶體的晶胞結構如圖所示，VO晶體中 V2+的配位數為 __________________。若該晶胞邊長為 b nm，則該晶體的密度為__________ (用含 b，NA的代數式表示)g·cm-3。

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p63d34s2 {或[Ar]3d34s2 } 3 N>C>H sp3 乙二胺分子之間可以形成氫鍵，三甲胺分子之間不能形成氫鍵 7:8 [V(NH3)3Cl]2+ NH3、SO42- 6

【解析】（1）V是23號元素，位于第四周期第IVB族，基態Ge原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d34s2 {或[Ar]3d34s2 }，在最外層的4s能級上2個電子為成對電子，3d軌道中3個電子分別處以不同的軌道內，有3個未成對電子；（2）VCl2溶液與乙二胺(H2N—CH2—CH3—NH4 )可形成配離子[V(En)2]2+ (En是乙二胺的簡寫)，該配離子中所含非金屬元素為H、C、N，N原子的2p軌道為半充滿，較穩定，故電負性由大到小的順序是N>C>H；乙二胺中N原子呈3個鍵，含有1對孤對電子，雜化軌道數為4，采取sp3雜化；乙二胺分子之間可以形成氫鍵，但三甲胺分子之間不能形成氫鍵；（3）CH3COOH分子中有7個σ鍵，CH3CH2OH分子中有8個σ鍵，則兩者數目之比為7：8；（4）根據實驗現象可知，X能電離出硫酸根離子，則X的配離子為[V(NH3)3Cl]2+，Y能電離出氯離子，則Y的配離子為[V(NH3)3 SO4] +，則配體是NH3、SO42-；（5）VO晶體的晶胞結構如圖所示，VO晶體中與V2+最近相鄰的O2-是6個，則V2+的配位數為6；釩原子在頂點和面心，個數為8+6=4，氧原子在棱和體心，個數為12+1=4，則一個晶胞相當于4個VO，其密度為ρ＝＝＝。