Question

18．马来酸酐在有机合成、医学及食品工业中用途非常广泛，其制备方法如下：

（1）V基态原子核外电子排布式为[Ar]3d³4s²或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³4s²
（2）马来酸酐分子中C原子杂化轨道类型为sp²1mol马来酸酐分子中含有σ键的数目为9mol．
（3）与CO₂互为等电子体的阴离子为N₃^-、OCN^-或SCN^-等（举1例）．
（4）一种钒的配合物分子结构如图1所示，该配合物中钒元素的化合价为+3

（5）钒的一种氮化物晶胞结构如图2所示，晶胞中钒原子的配位数为6．

Answer 1

分析 （1）V的原子序数为23号，按构造原理写出核外电子排布式；
（2）从马来酸酐分子结构中可知C原子与其他原子形成3条σ键，不存在孤对电子，杂化轨道类型为sp²；1个马来酸酐分子中C与C之间有3条σ键，C与O之间有4条σ键，C与H之间有2条σ键，共9条；
（3）价电子数相等、原子个数相等的微粒为等电子体；
（4）从分子结构中可得出1个N和1个O各提供1个电子形成1对共用电子对，这样的共用电子对有3对，V提供3个空轨道，3对电子偏离V，使得V的化合价为+3价；
（5）以面心上的V来看，与V等距的N在同一个面上就有4个，体内有1个，与这个晶胞重叠的晶胞体内还有这样的氮原子1个，共6个．

解答 解：（1）V的原子序数为23号，核外电子排布式为：[Ar]3d³4s² 或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³4s²，
故答案为：[Ar]3d³4s² 或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³4s²；
（2）从马来酸酐分子结构中可知C原子与其他原子形成3条σ键，不存在孤对电子，杂化轨道类型为sp²；1个马来酸酐分子中C与C之间有3条σ键，C与O之间有4条σ键，C与H之间有2条σ键，共9条，则1mol马来酸酐分子中含有σ键的物质的量为9mol，
故答案为：9；
（3）CO₂价电子数为16，原子个数为3，价电子数相等、原子个数相等的微粒为等电子体，则与CO₂互为等电子体的阴离子为：N₃^-、OCN^-或SCN^-等，
故答案为：N₃^-、OCN^-或SCN^-等；
（4）从分子结构中可得出1个N和1个O各提供1个电子形成1对共用电子对，这样的共用电子对有3对，V提供3个空轨道，3对电子偏离V，使得V的化合价为+3价，
故答案为：+3；
（5）以面心上的V来看，与V等距的N在同一个面上就有4个，体内有1个，与这个晶胞重叠的晶胞体内还有这样的氮原子1个，共6个，
故答案为：6．

点评 本题考查了核外电子排布、杂化方式、等电子体及配位化合物中化合价、配位数等知识，其中第（4）题难度较大．