Question

【题目】金属钼(Mo)常用于工业、军事等领域，已被多个国家列为战略金属，我国的钼储量居世界第二。回答下列问题

（1）Mo与Cr是同族元素，并且位于相邻周期，写出基态Mo原子的价电子的轨道表达式为_____________。

（2）辉钼(MoS2)在纳米电子设备制造领域比硅或富勒烯(如C60)更有优势，可用H2S硫化(NH4)2MoO4溶液生产辉钼。H2S分子VSEPR模型为____________，(NH4)2MoO4中所有元素的第一电离能由大到小的顺序为________________；MoS2纳米粒子具有类似于石墨的层状结构，具有优异的润滑性能，其原因是___________________________。

（3）碳酸钠作固硫剂并用氢还原辉钼矿的原理为MoS2+4H2+2Na2CO3Mo+2CO+4H2O+2Na2S，分子或离子中的大π键可用符号表示，其中m代表参与形成的大π键原子数，n代表参与形成的大π键电子数（如苯分子中的大π键可表示为），则碳酸钠中CO32-离子中的大π键应表示为________。

（4）钼的一种配合物化学式为：Na3[Mo(CN)8]8H2O，其中除共价键、配位键以外还存在的作用力有_____________，其中配体离子中σ键与π键数目之比为_________。

（5）金属钼晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式为_________堆积。若晶体钼的密度为ρg·cm－3，钼原子半径为r pm，NA表示阿伏加德罗常数的值，M表示钼的相对原子质量，则钼晶胞中原子的空间利用率为__________________(用含有ρ、r、NA、M的代数式表示)。

Answer 1

【答案】 四面体形 N＞O＞H＞Mo 层与层之间的范德华力较弱，外力作用下易发生滑动 Π46 离子键、氢键 1：2 体心立方堆积

【解析】

(1)①Mo与Cr是同族元素，并且位于相邻周期，则Mo处于周期表中第五周期VIB族，价电子排布式4d55s1，价电子轨道排布图为：；

(2)H2S中心原子S原子价层电子对数为=4，VSEPR模型为正四面体；一般金属性越强第一电离能越小，同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，N原子2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能高于氧元素的，故第一电离能：N＞O＞H＞Mo；具有类似于石墨的层状结构，层与层之间的范德华力较弱，在外力作用下容易发生滑动，具有优异的润滑性能；

(3)CO32-中，C原子为sp2杂化，空间构型为平面三角形，碳原子上有一个垂直于分子平面的p轨道；端位的3个氧原子也各有1个垂直于分子平面的p轨道，离子价电子总数为3×6+4+2=24，3个C－O键有6个电子，每个氧原子上有2对不与分子平面垂直的孤对电子对，因此4个平行p轨道中共有24-6-3×4=6个电子，所以CO32－离子中有1个4轨道6电子大π键，所以记为；

(4)还存在Na+与[Mo(CN)8]3-之间的离子键以及水分子之间的氢键；配体离子为CN-，碳氮之间为三键，含有1个σ键和2个π键，所以数目比为1:2；

(5)如图金属钼晶体中的原子堆积方式中，Mo原子处于立方体的体心与顶点，属于体心立方堆积；晶胞中Mo原子数目=1+8×=2，故晶胞中Mo原子总体积=2×π×(r×10-10 cm)3，晶胞质量=g，则晶胞体积=2×cm3，晶胞中原子的空间利用率=。