Question

【題目】鐵、鉻、錳統(tǒng)稱為黑色金屬，它們的單質(zhì)、合金及其化合物在科研和生產(chǎn)中有著重要用途。

請回答下列問題：

（1）基態(tài)鐵原子的價電子軌道表示式為__。鐵、鉻、錳屬于周期表中的___區(qū)元素。

（2）基態(tài)鉻原子和基態(tài)錳原子中第一電離能較大的是___(填元素符號)，原因為___。

（3）化學式為CrC13·6H2O的化合物有三種結(jié)構(gòu)，一種呈紫羅蘭色，一種呈暗綠色，一種呈亮綠色，已知Cr3+的配位數(shù)均為6，將它們配制成等體積等濃度的溶液，分別加入足量AgNO3溶液，所得AgC1沉淀的物質(zhì)的量之比為3：2：1。

①呈暗綠色的配合物內(nèi)界的化學式為___。

②H2O分子的VSEPR模型為___。

（4）MnF2和MnCl2均為離子化合物，MnF2的熔點高于MnCl2熔點的原因為___。

（5）一氧化錳在醫(yī)藥、冶煉上用途廣泛，其立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。

①該晶胞中由O2-形成的正八面體空隙數(shù)目為__。

②設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，晶胞中距離最近的兩個O2-之間的距離為apm，則MnO晶體的密度ρ=____g·cm-3。(用含a、NA的代數(shù)式表示)。

Answer 1

【答案】 d Mn 基態(tài)Mn原子的核外電子排布式為[Ar]3d54s2，4s能級是全滿結(jié)構(gòu)，更穩(wěn)定，失去一個電子所需能量更高 [Cr(H2O)5C1]2+ 四面體形 F-半徑更小，MnF2的晶格能更大，熔點更高 4

【解析】

(1)鐵元素的原子序數(shù)為26，價電子排布式為3d64s2，鐵、鉻、錳都是第四周期的過渡元素；

(2)鉻原子價電子排布式為3d54s1，錳原子價電子排布式為3d54s2，Mn原子的4s能級是全充滿結(jié)構(gòu)；

(3)①由相同物質(zhì)的量的甲、乙、丙的水溶液中加入足量的AgNO3溶液，析出AgCl的物質(zhì)的量之比分別為2：1：3可知，暗綠色配合物的6個配體為1個氯離子和5個水分子；

②水分子中氧原子的價層電子對數(shù)為4；

(4)離子晶體的晶格能越大，離子鍵越強，晶體的熔沸點越高；

(5)①八面體間隙原子處于八面體間隙中心，即處于面心立方晶胞的體心和棱邊的中心；

②由分攤法計算可得。

(1)鐵元素的原子序數(shù)為26，位于元素周期表中第四周期Ⅷ族，價電子排布式為3d64s2，價電子軌道表示式為；鐵、鉻、錳都是第四周期的過渡元素，屬于周期表中的d區(qū)元素，故答案為：；d；

(2)鉻元素的原子序數(shù)為24，價電子排布式為3d54s1，錳元素的原子序數(shù)為25，價電子排布式為3d54s2，Mn原子的4s能級是全充滿結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，失去一個電子所需能量更高，則基態(tài)錳原子的第一電離能大于基態(tài)鉻原子，故答案為：Mn；基態(tài)Mn原子的核外電子排布式為[Ar]3d54s2，4s能級是全滿結(jié)構(gòu)，更穩(wěn)定，失去一個電子所需能量更高；

(3)①由相同物質(zhì)的量的甲、乙、丙的水溶液中加入足量的AgNO3溶液，析出AgCl的物質(zhì)的量之比分別為2：1：3可知，暗綠色配合物的6個配體為1個氯離子和5個水分子，則暗綠色的配合物內(nèi)界的化學式為[Cr(H2O)5C1]2+，故答案為：[Cr(H2O)5C1]2+；

②水分子中氧原子的價層電子對數(shù)為4，則水分子的VSEPR模型為正四面體形，故答案為：正四面體形；

(4)離子晶體的晶格能越大，離子鍵越強，晶體的熔沸點越高，MnF2和MnCl2均為離子化合物，F—離子的離子半徑小于Cl—離子，MnF2的晶格能大于MnCl2，離子鍵更強，晶體的熔沸點更高，更答案為：F-半徑更小，MnF2的晶格能更大，熔點更高；

(5)①由晶胞結(jié)構(gòu)可知，一氧化錳為為面心立方結(jié)構(gòu)，晶胞中由O2-形成的正八面體存在八面體間隙，八面體間隙原子處于八面體間隙中心，即處于面心立方晶胞的體心和棱邊的中心，則晶胞中的八面體間隙數(shù)為4，故答案為：4；

②由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中Mn2+離子的個數(shù)為8×+6×=4，則晶胞中含有4個MnO，晶胞的質(zhì)量為g，由晶胞中距離最近的兩個O2-之間的距離為apm可知，晶胞的邊長為a×10—10cm，晶胞的體積為（a×10—10）3cm3，則MnO晶體的密度ρ為g/cm3=g/cm3。