Question

【题目】第23号元素钒在地壳中的含量大约为0.009％，在过渡元素中仅次于Fe、Ti、Mn、Zn，排第五位。我国四川攀枝花地区蕴藏着极其丰富的钒钛磁铁矿。

（1）钒在周期表中的位置为__________，电子占据的最高能层的轨道形状为__________。

（2）在地壳中含量最高的五种过渡金属元素Fe、Ti、Mn、Zn、V中，基态原子核外单电子数最多的是__________。

（3）过渡金属可形成许多羰基配合物，即CO作为配体形成的配合物。

①CO的等电子体有N2、CN－、__________（任写一个）等。

②CO作配体时，配位原子是C而不是O，其原因是__________。

（4）过渡金属配合物常满足“18电子规则”，即中心原子的价电子数加上配体提供的电子数之和等于18，如[Fe(CO)5]、[Mn(CO)5]－等都满足这个规则。

①下列钒配合物中，钒原子满足18电子规则的是__________。

A．[V(H2O)6]2＋ B．[V(CN)6]4－ C．[V(CO)6]－ D．[V(O2)4]3－

②化合物的熔点为138 ℃，其晶体类型为__________；已知该化合物满足18电子规则，其配体“”中的大π键可表示为__________。

（5）VCl2（熔点1027 ℃）和VBr2（熔点827 ℃）均为六方晶胞，结构如图所示。

①VCl2和VBr2两者熔点差异的原因是__________。

②设晶体中阴、阳离子半径分别为r－和r＋，该晶体的空间利用率为__________（用含a、c、r＋和r－的式子表示）。

Answer 1

【答案】 第四周期第VB族 球形 Mn NO+、 C的电负性小于O，对孤电子对吸引能力弱，给出电子对更容易 D 分子晶体 两者均为离子晶体，Cl-半径小于Br-半径，VCl2中晶格能大于VBr2，故VCl2熔点高于VBr2

【解析】（1）钒是第23号元素，在周期表中的位置为第四周期第VB族；电子占据的最高能层的轨道是4s轨道，形状为球形；（2）五种过渡金属元素Fe、Ti、Mn、Zn、V中，基态原子核外单电子数分别为4、2、5、0、3，最多的是Mn；（3）等电子体指价电子数和原子数相同的分子、离子或基团，CO的等电子体有N2、CN－、NO+、；②CO作配体时，配位原子是C而不是O，其原因是C的电负性小于O，对孤电子对吸引能力弱，给出电子对更容易；（4）①A．[V(H2O)6]2＋中V原子为21电子， B．[V(CN)6]4－中V原子为21电子，C．[V(CO)6]－中V原子为24电子D．[V(O2)4]3－中V原子满足18电子规则。答案选D；②化合物的熔点为138 ℃，低熔点，其晶体类型为分子晶体；已知该化合物满足18电子规则，其配体“”中的大π键5碳共用5电子，可表示为；（5）①两者均为离子晶体，Cl-半径小于Br-半径，VCl2中晶格能大于VBr2，故VCl2熔点高于VBr2；②晶体中阴、阳离子半径分别为r－和r＋，晶胞的体积为，晶胞所占体积为，该晶体的空间利用率为。