题目内容
【题目】氮、铬及其相关化合物用途非常广泛。回答下列问题:
(1)基态N原子的核外电子排布式为___,Cr位于元素周期表第四周期___族。
(2) Cr与K位于同一周期且最外层电子数相同,两种元素原子第一电离能的大小关系为___;Crcl3的熔点(83℃)比CrF3的熔点(1100℃)低得多,这是因为___。
(3) Cr的一种配合物结构如图所示:
①阴离子C1O4-的空间构型为___形。
②配离子中,中心离子的配位数为___,N与中心原子形成的化学键称为___键。
③配体H2 NCH2 CH2 NH2(乙二胺)中碳原子的杂化方式是______ ,分子中三种元素电负性从大到小的顺序为___
(4)氮化铬的熔点为1770℃,它的一种晶体的晶胞结构如图所示,其密度为5. 9 g·cm -3,氮化铬的晶胞边长为___(列出计算式)nm.
【答案】1s22s22p3 ⅥB K<Cr CrCl3是分子晶体,CrF3是离子晶体 正四面体 6 配位 sp3 N>C>H
【解析】
(1)N元素是7号元素,根据核外电子排布规律,得出基态N原子的核外电子排布,Cr是24号元素,在周期表第四周期ⅥB族;
(2)K最外层电子一个,易失去,Cr元素的价电子为3d54s1,半充满,较稳定,故第一电离能K<Cr;CrCl3的熔点(83℃),典型的分子晶体性质,CrF3的熔点(1100℃),典型的离子晶体性质;
(3)①算出阴离子C1O4-的价层电子对数,得出其空间构型;
②由图可知,与中心Cr形成的配位数为6;N元素提供孤电子对,Cr提供空轨道,所以N与中心原子形成的化学键称为配位键;
③由H2NCH2CH2NH2可知,C周围形成了4个单键,即价层电子对数为4,碳原子的杂化方式为sp3;根据电负性在周期表中的变化规律,C、N、H的电负性关系;
(4)由晶胞图,根据均摊法,晶胞中Cr与N的原子数目再根据晶胞的密度=晶胞的质量与晶胞的体积之比作答。
(1)N元素是7号元素,故基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3,Cr是24号元素,在周期表第四周期ⅥB族;
故答案为:1s22s22p3,ⅥB;
(2)K最外层电子一个,易失去,Cr元素的价电子为3d54s1,半充满,较稳定,故第一电离能K<Cr;CrCl3的熔点(83℃),典型的分子晶体性质,CrF3的熔点(1100℃),典型的离子晶体性质;
故答案为:K<Cr;CrCl3是分子晶体,CrF3是离子晶体;
(3)①阴离子C1O4-的价层电子对数=4+=4,没有孤电子对,所以其空间构型为正四面体;
故答案为:正四面体;
②由图可知,与中心Cr形成的配位数为6;N元素提供孤电子对,Cr提供空轨道,所以N与中心原子形成的化学键称为配位键;
故答案为:6;配位键;
③由H2NCH2CH2NH2可知,C周围形成了4个单键,即价层电子对数为4,碳原子的杂化方式为sp3;根据电负性在周期表中的变化规律,C、N、H的电负性关系为:N>C>H;
故答案为:sp3;N>C>H;
(4)由晶胞图,根据均摊法,晶胞中Cr的原子数目: = 4;N的原子数目: =4;所以晶胞的质量m= ,密度ρ=,所以a=,
故答案为:。