Question

17．錳、鉻的單質(zhì)及其化合物目前被廣泛應(yīng)用于冶金、化工、鑄鐵、耐火及高精端科技等領(lǐng)域．回答下列問題：
（1）基態(tài)錳原子的價電子排布式為3d⁵4s²．
（2）MnO的熔點（1650℃）比MnS的熔點（1610℃）高，原因是MnO的晶格能大．
（3）錳的一種配合物的化學(xué)式為Mn（BH₄）₂（THF）₃，THF的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示．

①與Mn²⁺形成配位鍵的原子為O（填元素符號）．
②BH₄^-的空間構(gòu)型為正四面體，其中B原子的雜化軌道類型為sp³．
③寫出與BH₄^-互為等電子體的離子：NH₄⁺．
（4）雷氏鹽（Reinecke salt）的化學(xué)式為NH₄[Cr（NCS）₄（NH₃）₂]•H₂O（如圖1）是一種易溶于水和乙醇的暗紅色固體．雷氏鹽中鉻元素的化合價為+3．
（5）硒化鉻的晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示，晶胞參數(shù)為anm和bnm，則硒化鉻的密度為$\frac{2.62×1{0}^{23}}{{a}^{2}b{N}_{A}}$g•cm^-3（列出表達式即可）．

Answer 1

分析 （1）Mn的原子序數(shù)為28，電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²；
（2）離子晶體的離子半徑越小，晶格能越大，熔點越大；
（3）①O提供孤對電子，Mn²⁺提供空軌道，形成配位鍵；
②BH₄^-的中B為sp³雜化，無孤對電子；
③與BH₄^-互為等電子體的離子符合原子數(shù)為5，價電子數(shù)為5；
（4）NH₄[Cr（NCS）₄（NH₃）₂]中銨根為+1價，氨氣不顯化合價，NCS為-1價，化合物中正負化合價的代數(shù)和為0；
（5）晶胞參數(shù)為anm和bnm，V=（a×10^-7cm）²×（b×10^-7cm），Cr占據(jù)頂點和棱心，個數(shù)為8×$\frac{1}{8}$+4×$\frac{1}{4}$=2，Se位于體內(nèi)，個數(shù)為2，結(jié)合$ρ=\frac{m}{V}$計算．

解答 解：（1）Mn的原子序數(shù)為28，電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，基態(tài)錳原子的價電子排布式為，故答案為：3d⁵4s²；
（2）MnO的熔點（1650℃）比MnS的熔點（1610℃）高，原因是MnO的晶格能大，故答案為：MnO的晶格能大；
（3）①O提供孤對電子，Mn²⁺提供空軌道，形成配位鍵，則與Mn²⁺形成配位鍵的原子為O，故答案為：O；
②BH₄^-的中含4個共價單鍵，B為sp³雜化，無孤對電子，空間構(gòu)型為正四面體型，故答案為：正四面體；sp³；
③與BH₄^-互為等電子體的離子符合原子數(shù)為5，價電子數(shù)為5，則與BH₄^-互為等電子體的離子為NH₄⁺，故答案為：NH₄⁺；
（4）NH₄[Cr（NCS）₄（NH₃）₂]中銨根為+1價，氨氣不顯化合價，NCS為-1價，化合物中正負化合價的代數(shù)和為0，則雷氏鹽中鉻元素的化合價為0-（+1）-（-1）×4=+3，故答案為：+3；
（5）晶胞參數(shù)為anm和bnm，V=（a×10^-7cm）²×（b×10^-7cm），Cr占據(jù)頂點和棱心，個數(shù)為8×$\frac{1}{8}$+4×$\frac{1}{4}$=2，Se位于體內(nèi)，個數(shù)為2，硒化鉻的密度為$\frac{\frac{131×2}{{N}_{A}}g}{{a}^{2}×b×1{0}^{-21}c{m}^{3}}$=$\frac{2.62×1{0}^{23}}{{a}^{2}b{N}_{A}}$g•cm^-3，故答案為：$\frac{2.62×1{0}^{23}}{{a}^{2}b{N}_{A}}$．

點評 本題考查晶胞計算，為高頻考點，涉及電子排布、晶格能、雜化、等電子體及晶體的結(jié)構(gòu)，把握原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、均攤法計算為解答的關(guān)鍵，綜合性較強，題目難度中等．