题目内容

【题目】1830年,瑞典化学家塞弗斯托姆从一种铁矿石中得到了一种新元素,并以凡娜迪丝女神()之名命名为“钒”。钒()的用途很广,在冶金行业有“第一金属”的美誉。

(1)基态钒原子能量最高的电子占据的能级符号为_________。

(2)依据价电子互斥理论推测的立体构型是______________。

(3)①化合物中,中心原子V的价电子与配体提供的电子数之和为18,配体不带电荷,且其提供的是大π键的电子,则配体“”中的大π键可表示为_______。(例如苯中大π键可表示为)

②从电负性角度解释作配体时,配位原子是C而不是O的原因是___________________。

(4)2-巯基烟酸氧钒配合物(如图甲)是有效调节血糖的新型药物的主要成分。

①2-巯基烟酸氧钒配合物中键长_________(填“大于”“等于”或“小于”)V—O键长,该物质中氮原子的杂化方式是_________________。

②相同条件下,2-巯基烟酸(如图乙)在水中溶解性好于2-巯基烟酸氧钒配合物的原因是____。

(5)某钒的氧化物的晶胞如图。

①氧的配位数为_____________。

②已知上述晶胞为立方晶胞,距离最近的钒原子和氧原子间的核间距为,晶体密度为 ,则晶胞中底面上的两个氧原子的核间距为__________cm.

【答案】3d 直线型 O的电负性大于C,对电子的吸引能力强 小于 sp2 形成分子间氢键 3

【解析】

钒是23号原子,核外电子排布式为:;依据公式计算的杂化方式为: ,为sp杂化;化合物中,中心原子V的价电子与配体提供的电子数之和为18,由于钒的价电子数是5个,每个CO的C给钒提供2个电子,则配体提供 个电子,又该配体是由5个原子构成的; O的电负性大于C,对电子的吸引能力更强;单键是 键,采取头碰头的方式,键长长,双键有 键,采取肩并肩的方式,键长短;根据钒的氧化物的晶胞可知,与氧直接相连的钒原子有3个;根据结构可知,晶体边长(a)的 倍=2d+(晶胞底面上的两个氧原子的核间距)。

(1)钒是23号原子,核外电子排布式为:,核外电子排布遵循能量最低原理,先排4s,再排3d,故最高能级是3d;

故答案为:3d;

(2)依据公式计算的杂化方式为: ,为sp杂化,推测的立体构型是直线型;

故答案为:直线型;

(3)①化合物中,中心原子V的价电子与配体提供的电子数之和为18,由于钒的价电子数是5个,每个CO的C给钒提供2个电子,则配体提供 个电子,又该配体是由5个原子构成的,故该配体的大π键可表示为:;②当作配体时,由于O的电负性大于C,对电子的吸引能力更强,所以配位原子是C而不是O;

故答案为:;O的电负性大于C,对电子的吸引能力强;

(4)2-巯基烟酸氧钒配合物中V—O单键是 键,采取头碰头的方式,键长长,键双键有 键,采取肩并肩的方式,键长短,故键长小于V—O键长,再该物质中,形成了碳氮双键,氮的杂化方式是sp2杂化;

故答案为:小于;sp2;

(5)找氧的配位数,根据钒的氧化物的晶胞可知,与氧直接相连的钒原子有3个,故氧的配位数是3;根据结构可知,晶体边长(a)的 倍=2d+(晶胞底面上的两个氧原子的核间距), , ,则=晶体边长(a)的 倍-2d,;

故答案为:3;。

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