Question

【题目】我国科学家合成铬的化合物通过烷基铝和[ph3C]+[B(C6F5)4]-活化后，对乙烯聚合表现出较好的催化活性。合成铬的化合物过程中的一步反应为：

回答下列问题：

（1）Cr3+具有较强的稳定性，Cr3+核外电子排布式为___；已知没有未成对d电子的过渡金属离子的水合离子是无色的，Ti4+、V3+、Ni2+、Cu+四种离子的水合离子为无色的是___(填离子符号)。

（2）化合物丙中1、2、3、4处的化学键是配位键的是___处，聚乙烯链中碳原子采取的杂化方式为___。

（3）无水CrCl3与NH3作用可形成化学式为CrCl3·5NH3的配位化合物。向该配位化合物的水溶液中加入AgNO3溶液，CrCl3·5NH3中的氯元素仅有沉淀为AgC1；向另一份该配位化合物的水溶液中加入足量NaOH浓溶液，加热并用湿润红色石蕊试纸检验时，试纸未变色。该配位化合物的结构简式为___。

（4）水在合成铬的化合物的过程中作溶剂。研究表明水能凝结成13种类型的结晶体。重冰(密度比水大)属于立方晶系，其立方晶胞沿x、y或z轴的投影图如图所示，晶体中H2O的配位数为__，晶胞边长为333.7pm，则重冰的密度为__g·cm-3(写出数学表达式，NA为阿伏加德罗常数)。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d3 Ti4+、Cu+ 2 sp3 [Cr(NH3)5C1]Cl2 8 ×1030

【解析】

(1)Cr原子核外电子数为24，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s1，原子失去4s能级1个电子、3d能级2个电子形成Cr3+，Cr3+电子排布式为：1s22s22p63s23p63d3；

Ti4+的核外电子排布为1s22s22p63s23p6，无未成对电子，其水溶液为无色；

V3+的核外电子排布为1s2 2s22p63s23p63d2，3d轨道有两个未成对电子，其水溶液有颜色；

Ni2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8，3d轨道有2个未成对电子，其水溶液有颜色；

Cu+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10，无未成对电子，其水溶液为无色；

综上所述水合离子为无色的是Ti4+、Cu+；

(2)O可以形成两个共价键，Cl可以形成1个共价键，N可以形成3个共价键，丙中N原子形成4条化学键，则其中一条为配位键，形成配位键时一般由非金属元素提供孤对电子，金属阳离子提供空轨道，所以2应为配位键；聚乙烯中碳原子形成4条单键，应为sp3杂化；

(3)向该配位化合物的水溶液中加入AgNO3溶液，CrCl3·5NH3中的氯元素仅有沉淀为AgC1，说明该配合物可以电离出两个Cl-，说明两个Cl-为该配合物的外界；向另一份该配位化合物的水溶液中加入足量NaOH浓溶液，加热并用湿润红色石蕊试纸检验时，试纸未变色说明NH3均位于内界，结合电荷守恒可知该配合物应为[Cr(NH3)5C1]Cl2；

(4)根据立方晶胞沿x、y或z轴的投影可知，该晶体为体心立方堆积，所以晶体中H2O的配位数为8；晶胞中H2O的分子个数为=2，则晶胞的质量m=，晶胞边长为333.7pm，即333.7×10-10cm，则晶胞体积V=(333.7×10-10)3cm3，所以晶胞的密度。