Question

【題目】第23號元素釩在地殼中的含量大約為0.009％，在過渡元素中僅次于Fe、Ti、Mn、Zn，排第五位。我國四川攀枝花地區蘊藏著極其豐富的釩鈦磁鐵礦。

（1）釩在周期表中的位置為__________，電子占據的最高能層的軌道形狀為__________。

（2）在地殼中含量最高的五種過渡金屬元素Fe、Ti、Mn、Zn、V中，基態原子核外單電子數最多的是__________。

（3）過渡金屬可形成許多羰基配合物，即CO作為配體形成的配合物。

①CO的等電子體有N2、CN－、__________（任寫一個）等。

②CO作配體時，配位原子是C而不是O，其原因是__________。

（4）過渡金屬配合物常滿足“18電子規則”，即中心原子的價電子數加上配體提供的電子數之和等于18，如[Fe(CO)5]、[Mn(CO)5]－等都滿足這個規則。

①下列釩配合物中，釩原子滿足18電子規則的是__________。

A．[V(H2O)6]2＋ B．[V(CN)6]4－ C．[V(CO)6]－ D．[V(O2)4]3－

②化合物的熔點為138 ℃，其晶體類型為__________；已知該化合物滿足18電子規則，其配體“”中的大π鍵可表示為__________。

（5）VCl2（熔點1027 ℃）和VBr2（熔點827 ℃）均為六方晶胞，結構如圖所示。

①VCl2和VBr2兩者熔點差異的原因是__________。

②設晶體中陰、陽離子半徑分別為r－和r＋，該晶體的空間利用率為__________（用含a、c、r＋和r－的式子表示）。

Answer 1

【答案】 第四周期第VB族 球形 Mn NO+、 C的電負性小于O，對孤電子對吸引能力弱，給出電子對更容易 D 分子晶體 兩者均為離子晶體，Cl-半徑小于Br-半徑，VCl2中晶格能大于VBr2，故VCl2熔點高于VBr2

【解析】（1）釩是第23號元素，在周期表中的位置為第四周期第VB族；電子占據的最高能層的軌道是4s軌道，形狀為球形；（2）五種過渡金屬元素Fe、Ti、Mn、Zn、V中，基態原子核外單電子數分別為4、2、5、0、3，最多的是Mn；（3）等電子體指價電子數和原子數相同的分子、離子或基團，CO的等電子體有N2、CN－、NO+、；②CO作配體時，配位原子是C而不是O，其原因是C的電負性小于O，對孤電子對吸引能力弱，給出電子對更容易；（4）①A．[V(H2O)6]2＋中V原子為21電子， B．[V(CN)6]4－中V原子為21電子，C．[V(CO)6]－中V原子為24電子D．[V(O2)4]3－中V原子滿足18電子規則。答案選D；②化合物的熔點為138 ℃，低熔點，其晶體類型為分子晶體；已知該化合物滿足18電子規則，其配體“”中的大π鍵5碳共用5電子，可表示為；（5）①兩者均為離子晶體，Cl-半徑小于Br-半徑，VCl2中晶格能大于VBr2，故VCl2熔點高于VBr2；②晶體中陰、陽離子半徑分別為r－和r＋，晶胞的體積為，晶胞所占體積為，該晶體的空間利用率為。