Question

【题目】钒（V）、 锰（Mn）、铁（Fe）、 砷(As)、硒(Se)均为第四周期的元素，完成下列问题。

(1)钒有+2、+3、+4、+5等几种化合价。这几种价态中，最稳定的是______。

(2)基态Fe2+的价层电子的轨道表示式为________，检验Fe3+可以用KSCN溶液，写出SCN-的一种等电子体分子_______。

(3)部分电离能数据如下：

Mn：=717kJ/mol ，=1509kJ/mol ，=3248kJ/mol ，

Fe：=759kJ/mol，=1562kJ/mol ，=2957kJ/mol ，

根据数据可知，气态Mn2+ 再失去一个电子比气态Fe2+ 再失去一个电子难，其原因是____________________。

(4)沸点：NH3__________AsH3（填“＞”、“＜”或“＝”），原因是_____________________。

(5)H2SeO4和H2SeO3是硒的两种含氧酸,请根据结构与性质的关系，解释H2SeO4比H2SeO3 酸性强的原因___________________________________ 。

(6)科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键，又含有氢键，其结构示意图可简单表示如下：

胆矾的化学式用配合物的形式表示为____________。

Answer 1

【答案】+5 CO2或N2O Mn2+3d能级为半充满结构，较稳定，不易失去电子 ＞ NH3分子间存在氢键，所以NH3沸点高于AsH3 H2SeO4与H2SeO3比较前者非羟基氧多（或H2SeO3中的Se为+4价，而H2SeO4中的Se为+6价，导致Se-O-H中的O的电子更向Se偏移，越易电离出H+） [Cu(H2O)4]SO4·H2O

【解析】

(1)V为23号元素，其原子核外有23个电子，其价电子排布为3d34s2，原子轨道上电子处于全满、半满、全空时最稳定，钒有+2、+3、+4、+5等几种化合价，这几种价态中，只有+5价的V离子核外轨道中电子处于全满，所以其最稳定；

(2)Fe为26号元素，其核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，失去最外层2个电子形成Fe2＋，其核外电子排布为1s22s22p63s23p63d6，价层电子轨道表示式为；与SCN-互为等电子体的分子中含有3个原子、价电子数是16，有CO2、N2O、CS2、COS等；

(3)Mn的I3=3248kJ·mol－1大于Fe的I3=2957kJ·mol－1，所以Mn2＋再失去电子比Fe2＋更难，Mn2＋的价层电子为3d5，而Fe2＋的价层电子排布为3d6，可知Mn2+3d能级为半充满结构，较稳定，不易失去电子；

(4)N原子的非金属性较强，NH3分子间能形成氢键沸点高，所以NH3的沸点大于AsH3的沸点；

(5)H2SeO4和H3SeO3可表示为(HO)2SeO2和(HO)2SeO，H2SeO3中的Se为+4价，而H2SeO4中的Se为+6价，导致Se-O-H中的O的电子更向Se偏移，越易电离出H+，所以H2SeO4比H2SeO3酸性强；或者H2SeO4与H2SeO3比较前者非羟基氧多；

(6)Cu2＋提供空轨道，水中氧原子提供孤对电子，Cu2＋与4个水分子之间形成配位键，另外的水分子、硫酸根及配离子通过氢键结合，胆矾的化学式用配合物的形式表示为：[Cu(H2O)4]SO4·H2O。