Question

【題目】釩（23V)是我國的豐產元素，廣泛用于催化及鋼鐵工業。回答下列問題：

（1）釩在元素周期表中的位置為_______，其價層電子排布圖為____________。

（2）釩的某種氧化物的晶胞結構如圖1所示。晶胞中實際擁有的陰、陽離子個數分別為____、_____。

（3）V2O5常用作SO2轉化為SO3的催化劑。SO2分子中S原子價層電子對數是__對，分子的立體構型為___；SO3氣態為單分子，該分子中S原子的雜化軌道類型為____；SO3的三聚體環狀結構如圖2所示，該結構中S原子的雜化軌道類型為___；該結構中S—O鍵長有兩類，一類鍵長約140pm，另一類鍵長約為160pm，較短的鍵為__（填圖2中字母)，該分子中含有___個σ鍵。

（4）V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到釩酸鈉（Na3VO4)，該鹽陰離子的立體構型為___；也可以得到偏釩酸鈉，其陰離子呈如圖3所示的無限鏈狀結構，則偏釩酸鈉的化學式為_______。

Answer 1

【答案】 第4周期ⅤB族 4 2 3 V形 sp2雜化 sp3雜化 a 12 正四面體形 NaVO3

【解析】試題分析：（1）由題意知，釩的核電荷數為23，則可以推知釩在元素周期表中的位置為第4周期ⅤA族，根據核外電子的軌道能量排布順序，可以推斷其電子排布式為1s22s22p63s23p63d34s2，處于d區，釩處于第四周期第ⅤB族，其價層電子排布圖為。

（2）由晶胞可知，V位于頂點和體心，陽離子個數為1+8×1/8=2，O有4個位于面心，2個位于體心，則陰離子個數為4×1/2+2=4，所以晶胞中實際擁有的陰、陽離子個數分別為4,2.

（3）SO2分子中S原子形成2個鍵，孤電子對數為（6-2×2）÷2=1，SO2分子中S原子價層電子對數是3，為V形結構，SO3氣態為單分子，該分子中S原子形成3個鍵，沒有孤對電子，則為sp2雜化，SO3的三聚體中S原子形成4個鍵，為sp3雜化；SO3的三聚體中每個S存在S=O鍵和S-O鍵，S=O鍵長較短，即a較短，該分子中含有鍵數目為3×4=12

（4）VO43-中，V形成4個鍵，孤電子對數為（5+3-4×2）÷2=0，為正四面體結構，由鏈狀結構可知每個V與3個O形成陰離子，且V的化合價為+5價，則形成的化合物化學式為NaVO3。