Question

【題目】碳、硫和釩的相關(guān)化合物，在藥物化學(xué)及催化化學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。回答下列問題：

（1）基態(tài)釩的原子結(jié)構(gòu)示意圖為____________________________；

（2）的中心原子價(jià)層孤電子對(duì)數(shù)目為______，一個(gè)離子中含有_______個(gè)鍵；

（3）巰基煙酸氧釩配合物圖是副作用小的有效調(diào)節(jié)血糖的新型藥物。

①該藥物中N原子的雜化方式是_______；

②、Y、W三種物質(zhì)在水中的溶解性由大到小的順序?yàn)?/span>__________，原因是__________；

已知：多原子分子中，若原子都在同一平面上且這些原子有相互平行的p軌道，則p電子可在多個(gè)原子間運(yùn)動(dòng)，形成“離域鍵”或大鍵。大鍵可用表示，其中m、n分別代表參與形成大鍵的原子個(gè)數(shù)和電子數(shù)，如苯分子中大鍵表示為。

③下列微粒中存在“離域鍵”的是_____；

④分子中大鍵可以表示為_______________；

（5）偏釩酸銨加熱分解生成五氧化二釩、氨氣、水。偏釩酸銨的陰離子呈如下圖2所示的無限鏈狀結(jié)構(gòu)，則偏釩酸銨的化學(xué)式為_________；

（6）某六方硫釩化合物晶體的晶胞如圖4所示表示V，表示，該晶胞的化學(xué)式為VS。圖3為該晶胞的俯視圖。

①請(qǐng)?jiān)趫D4中用標(biāo)出V原子的位置；__________

②已知晶胞的密度為，計(jì)算晶胞參數(shù)____________cm。列出計(jì)算式即可

Answer 1

【答案】 4 X中含有羧基可以與水分子形成氫鍵，增強(qiáng)水溶性；Y中含有酯基和苯環(huán)，W中含有酯基，都不利于水的溶解 八個(gè)頂點(diǎn)各一個(gè)，四條棱上各一個(gè)

【解析】

（1）基態(tài)釩原子核外23個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其核外電子排布式；

（2）VO43-的中心原子價(jià)層孤電子對(duì)數(shù)目=（5+3-4×2），一個(gè)VO43-離子中V原子和每個(gè)O原子形成一個(gè)共價(jià)單鍵，共價(jià)單鍵為σ鍵；

（3）①該藥物中每個(gè)N原子含有一個(gè)孤電子對(duì)，兩個(gè)σ鍵，根據(jù)雜化軌道理論確定其雜化類型；

②-COOH、-SH、氨基是親水基，酯基是憎水基，親水基個(gè)數(shù)越多其溶解性越大；

③形成離域π鍵的形成條件是“原子都在同一平面上且這些原子有相互平行的p軌道，則p電子可在多個(gè)原子間運(yùn)動(dòng)“，硫酸根離子是正四面體結(jié)構(gòu)，硫化氫中H原子和S原子沒有平行的p軌道；

④CS2分子中大π鍵由3個(gè)原子形成的，且每個(gè)S原子提供1個(gè)p電子、C原子提供2個(gè)p電子；

（4）根據(jù)圖知，每個(gè)V原子連接O原子個(gè)數(shù)=2+2×=3，則偏釩酸根離子為VO3-；

（5）①根據(jù)圖知，每個(gè)晶胞中含有2個(gè)S原子，其化學(xué)式為VS，則每個(gè)晶胞中含有2個(gè)V原子，每個(gè)頂點(diǎn)上含有1個(gè)V原子，要使每個(gè)晶胞中含有2個(gè)V原子，只能是豎著的每條棱上含有一個(gè)V原子；

②設(shè)其高為hcm，其體積V=（a×10-7 cm）×（a×10-7 cm）×sin60°×hcm，密度ρ=進(jìn)行計(jì)算。

依據(jù)釩的原子序數(shù)是23可得，基態(tài)釩的原子結(jié)構(gòu)示意圖為：；

依據(jù)圖1可知，的中心原子價(jià)層孤電子對(duì)數(shù)目為0，一個(gè)離子中含有4個(gè)鍵；

①該藥物中N原子形成了一個(gè)平面結(jié)構(gòu)的環(huán)，因此雜化方式是：sp2；

②X、Y、W三種物質(zhì)在水中的溶解性由大到小的順序?yàn)?/span>，原因是：羧基、N原子均能與水分子形成氫鍵，增大溶解度。X分子中既有羧基又含N原子，W分子中只含N原子，Y分子中既不含羧基，又不含N原子，故答案為：；X中含有羧基可以與水分子形成氫鍵，增強(qiáng)水溶性；Y中含有酯基和苯環(huán)，W中含有酯基，都不利于在水中的溶解；

③A.含有三中心四電子鍵，故A正確；

B.的結(jié)構(gòu)中沒有離域鍵，故B錯(cuò)誤；

C.的結(jié)構(gòu)中沒有離域鍵，故C錯(cuò)誤；

D.含有三中心四電子鍵，故D正確；

故答案為AD；

④CS2分子中大鍵可以表示為，故答案為：；

根據(jù)圖2所示推斷偏釩酸銨的化學(xué)式為：NH4VO3；

①依據(jù)圖3和圖4可知，V原子所處的位置是：八個(gè)頂點(diǎn)各一個(gè)，四條棱上各一個(gè)，故答案為：八個(gè)頂點(diǎn)各一個(gè)，四條棱上各一個(gè)；

②依據(jù)①的知識(shí)可知，晶胞中含有4個(gè)VS粒子，，所以，故答案為：nm。