Question

【題目】（化學(xué)——選修3： 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)）

我國(guó)考古人員在秦陵挖掘的寶劍，到現(xiàn)在仍然鋒利無(wú)比，原因是劍鋒上覆蓋了一層鉻。鉻能形成多種化合物，主要化合價(jià)有＋2價(jià)、＋3價(jià)、＋6價(jià)。

請(qǐng)回答下列問題：

(1)基態(tài)鉻原子的外圍電子排布式為 ________；與鉻同周期的所有元素中，基態(tài)原子最高能層電子數(shù)與鉻原子未成對(duì)電子數(shù)相同的元素是 ________。

(2)鉻原子的各級(jí)電離能(I：kJ·mol－1)數(shù)據(jù)如下表所示，鉻原子逐級(jí)電離能增大的原因是 ________。

I1	I2	I3	I4	I5	I6	I7
652.9	1590.6	2987	4743	6702	8744.9	15455

(3)CrCl3·6H2O實(shí)際上是配合物，配位數(shù)為6，其固體有三種顏色，其中一種暗綠色固體與足量硝酸銀反應(yīng)時(shí)，1mol 固體可生成1mol氯化銀沉淀。則這種暗綠色固體的化學(xué)式為 ________，其中鉻的配體水分子的VSEPR模型為 ________，該配合物中存在的作用力有 ________ (填標(biāo)號(hào))。

A．離子鍵 B．配位鍵 C．共價(jià)鍵 D．金屬鍵

(4)CrO3能將乙醇氧化為乙醛，二者的相對(duì)分子質(zhì)量相近，但乙醇的沸點(diǎn)比乙醛高，原因是 ________。

(5)某鑭(La)鉻(Cr)型復(fù)合氧化物具有巨磁電阻效應(yīng)，晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示：

①該晶體的化學(xué)式為 ________。

②該晶體中距離鑭原子最近的鉻原子有 ________個(gè)；若兩個(gè)距離最近的氧原子核間距為a pm，組成物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為b g·mol－1，阿伏加德羅常數(shù)值為NA，則晶體密度的表達(dá)式為 ______ g·cm－3。

Answer 1

【答案】3d54s1 Se或硒 隨著電子的逐個(gè)失去，陽(yáng)離子所帶正電荷數(shù)越來越大，再失一個(gè)電子需要克服的電性引力也越來越大，消耗的能量也越來越多 [CrCl2(H2O)4]Cl 2H2O或[Cr (H2O)4 Cl2]Cl 2H2O 四面體形 ABC 乙醇能形成分子間氫鍵 LaCrO3 8

【解析】

（1）鉻元素原子的原子序數(shù)為24，其原子核外有24個(gè)電子，3d能級(jí)上有4個(gè)電子、4s能級(jí)上有2個(gè)電子，3d、4s電子為其價(jià)電子；其外圍電子排布式根據(jù)泡利原理與洪特規(guī)則即能量最低原理作答；其未成對(duì)電子數(shù)根據(jù)外圍電子排布式得出，再結(jié)合鉻位于元素周期表的第四周期，最高能層為N層分析作答。

（2）電離能，是指將氣態(tài)原子內(nèi)的電子離開原子所需要的能量；越靠近原子核，原子核對(duì)電子的吸引力越大，需要的能量就越大，據(jù)此分析；

（3）1 mol固體可生成1 mol氯化銀沉淀，說明該配合物的分子的外界有1個(gè)氯離子，結(jié)合配位數(shù)是6，其元素原子守恒思想分析作答；依據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論分析水分子的VSEPR模型；結(jié)合配合物的化學(xué)鍵構(gòu)成得出結(jié)論；

（4）氫鍵的存在導(dǎo)致物質(zhì)的熔沸點(diǎn)升高；

（5）①根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中La、Cr、O原子數(shù)目，進(jìn)而確定化學(xué)式；

②一個(gè)鑭原子為八個(gè)晶胞共用，一個(gè)鉻原子為一個(gè)晶胞所用，則可得知距離鑭原子最近的鉻原子的個(gè)數(shù)；兩個(gè)距離最近的氧原子核間距與正方體的邊長(zhǎng)構(gòu)成等腰直角三角形，得出正方體的邊長(zhǎng)為a，再結(jié)合晶體密度 = 公式分析作答。

（1）鉻元素原子的原子序數(shù)為24，位于元素周期表的第四周期VIB族，其基態(tài)鉻原子的外圍電子排布式為3d54s1，,其未成對(duì)電子數(shù)為6，與鉻處于同周期的所有元素中，基態(tài)原子最高能層電子數(shù)為6的原子外圍電子排布式為4s24p4，即該元素為Se或硒，

故答案為：3d54s1；Se或硒；

（2）對(duì)于同一種元素來說，隨著電子的逐個(gè)失去，陽(yáng)離子所帶正電荷數(shù)越來越大，再失一個(gè)電子需要克服的電性引力也越來越大，消耗的能量也越來越多，導(dǎo)致其逐級(jí)電離能會(huì)越來越大，

故答案為：隨著電子的逐個(gè)失去，陽(yáng)離子所帶正電荷數(shù)越來越大，再失一個(gè)電子需要克服的電性引力也越來越大，消耗的能量也越來越多；

（3）1 mol固體可生成1 mol氯化銀沉淀，說明該配合物分子的外界有1個(gè)氯離子，又因?yàn)樵撆浜衔锏呐湮粩?shù)是6，根據(jù)氯原子守恒知，則該配合物內(nèi)界中含有1個(gè)氯原子和5個(gè)水分子，其余水分子以結(jié)晶水形式存在，其化學(xué)式為[CrCl2(H2O)4]Cl 2H2O或[Cr (H2O)4 Cl2]Cl 2H2O；根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論可知，水分子的中心原子為O，其孤電子對(duì)數(shù)為2，σ鍵電子對(duì)數(shù)為2，故中心原子的價(jià)電子數(shù)為2+2 = 4 ，其VSEPR模型為四面體形，該配合物外界存在氯離子，與配位體形成離子鍵，而配合物內(nèi)界的中心離子鉻離子與氯離子、水分子之間均存在配位鍵，其中水分子內(nèi)部H與O原子之間存在共價(jià)鍵，故ABC正確，而金屬鍵是金屬離子與自由電子之間的一種化學(xué)鍵，主要存在于金屬金體之間，故D項(xiàng)錯(cuò)誤，

故答案為：[CrCl2(H2O)4]Cl 2H2O或[Cr(H2O)4Cl2]Cl 2H2O；四面體形；ABC；

（4）乙醇分子之間能形成氫鍵，而乙醛分子之間不能形成氫鍵，氫鍵的存在導(dǎo)致乙醇熔沸點(diǎn)大于乙醛，

故答案為：乙醇能形成分子間氫鍵；

（5）①晶胞中La原子位于立方體的頂點(diǎn)上，其原子數(shù)目= 8× = 1，Cr原子為立方體的中心，其原子數(shù)目 = 1、O原子位于立方體的體面上，其原子數(shù)目= 6×=3，該晶體的化學(xué)式為：LaCrO3，
故答案為：LaCrO3；

②結(jié)合該晶體的結(jié)構(gòu)可看出，一個(gè)鑭原子為八個(gè)晶胞共用，一個(gè)鉻原子為一個(gè)晶胞所用，則距離鑭原子最近的鉻原子有8個(gè)；兩個(gè)距離最近的氧原子核間距與正方體的邊長(zhǎng)構(gòu)成等腰直角三角形，設(shè)則正方體的邊長(zhǎng)為x pm，根據(jù)幾何關(guān)系式可知，()2 + ()2 = a2，則x =a pm, 因此該晶胞體積為(a×10-10 pm)3，又知一個(gè)晶胞的質(zhì)量為 = g，故其密度 = = g·cm－3,

故答案為：8；；