Question

17．锰、铬的单质及其化合物目前被广泛应用于冶金、化工、铸铁、耐火及高精端科技等领域．回答下列问题：
（1）基态锰原子的价电子排布式为3d⁵4s²．
（2）MnO的熔点（1650℃）比MnS的熔点（1610℃）高，原因是MnO的晶格能大．
（3）锰的一种配合物的化学式为Mn（BH₄）₂（THF）₃，THF的结构简式如图所示．

①与Mn²⁺形成配位键的原子为O（填元素符号）．
②BH₄^-的空间构型为正四面体，其中B原子的杂化轨道类型为sp³．
③写出与BH₄^-互为等电子体的离子：NH₄⁺．
（4）雷氏盐（Reinecke salt）的化学式为NH₄[Cr（NCS）₄（NH₃）₂]•H₂O（如图1）是一种易溶于水和乙醇的暗红色固体．雷氏盐中铬元素的化合价为+3．
（5）硒化铬的晶胞结构如图2所示，晶胞参数为anm和bnm，则硒化铬的密度为$\frac{2.62×1{0}^{23}}{{a}^{2}b{N}_{A}}$g•cm^-3（列出表达式即可）．

Answer 1

分析 （1）Mn的原子序数为28，电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²；
（2）离子晶体的离子半径越小，晶格能越大，熔点越大；
（3）①O提供孤对电子，Mn²⁺提供空轨道，形成配位键；
②BH₄^-的中B为sp³杂化，无孤对电子；
③与BH₄^-互为等电子体的离子符合原子数为5，价电子数为5；
（4）NH₄[Cr（NCS）₄（NH₃）₂]中铵根为+1价，氨气不显化合价，NCS为-1价，化合物中正负化合价的代数和为0；
（5）晶胞参数为anm和bnm，V=（a×10^-7cm）²×（b×10^-7cm），Cr占据顶点和棱心，个数为8×$\frac{1}{8}$+4×$\frac{1}{4}$=2，Se位于体内，个数为2，结合$ρ=\frac{m}{V}$计算．

解答 解：（1）Mn的原子序数为28，电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，基态锰原子的价电子排布式为，故答案为：3d⁵4s²；
（2）MnO的熔点（1650℃）比MnS的熔点（1610℃）高，原因是MnO的晶格能大，故答案为：MnO的晶格能大；
（3）①O提供孤对电子，Mn²⁺提供空轨道，形成配位键，则与Mn²⁺形成配位键的原子为O，故答案为：O；
②BH₄^-的中含4个共价单键，B为sp³杂化，无孤对电子，空间构型为正四面体型，故答案为：正四面体；sp³；
③与BH₄^-互为等电子体的离子符合原子数为5，价电子数为5，则与BH₄^-互为等电子体的离子为NH₄⁺，故答案为：NH₄⁺；
（4）NH₄[Cr（NCS）₄（NH₃）₂]中铵根为+1价，氨气不显化合价，NCS为-1价，化合物中正负化合价的代数和为0，则雷氏盐中铬元素的化合价为0-（+1）-（-1）×4=+3，故答案为：+3；
（5）晶胞参数为anm和bnm，V=（a×10^-7cm）²×（b×10^-7cm），Cr占据顶点和棱心，个数为8×$\frac{1}{8}$+4×$\frac{1}{4}$=2，Se位于体内，个数为2，硒化铬的密度为$\frac{\frac{131×2}{{N}_{A}}g}{{a}^{2}×b×1{0}^{-21}c{m}^{3}}$=$\frac{2.62×1{0}^{23}}{{a}^{2}b{N}_{A}}$g•cm^-3，故答案为：$\frac{2.62×1{0}^{23}}{{a}^{2}b{N}_{A}}$．

点评 本题考查晶胞计算，为高频考点，涉及电子排布、晶格能、杂化、等电子体及晶体的结构，把握原子结构与性质、均摊法计算为解答的关键，综合性较强，题目难度中等．