Question

第四周期某些过渡元素在工业生产中有着极其重要的作用。

（1）铬（Cr）被称为“不锈钢的添加剂”。

①写出Cr在周期表中的位置______；

②其原子核外电子排布的最高能层符号是______。

③在lmolCrO₅（其中 Cr为+6价）中，含有过氧键的数目为______。

（2）钒（V）是我国的丰产元素，被誉为“工业的味精”，广泛用于催化及钢铁工业。回答下列问题：

①写出基态钒原子的价电子排布图：______。

②V₂O₅常用作SO₂转化为SO₃的催化剂。SO₃的三聚体环状结构如图1所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为______。

（3）镍（Ni）是一种优良的有机反应催化剂，Ni能与CO形成正四面体形的配合物 Ni（CO）₄，其中配原子是______（填元素符号）。

（4）钛（Ti）被称为“21世纪金属”，钙钛矿（CaTiO₃）晶体是工业获取钛的重要原料，其晶胞结构如图2，晶胞参数为a=0.266 nm，晶胞中 Ti、Ca、O分别处于顶角、体心、面心位置。

①Ti与O之间的最短距离为______nm，

②与Ti紧邻的O个数为______。

Answer

第四周期第VIB族 N 2NA sp3 C 0.188 12

【解析】

⑴①Cr是24号元素，位于第四周期第VIB族；②基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1；该原子核外电子排布中最高能层是第四电子层；③CrO5中5个O共为-6价，必定有4个为-1价，CrO5分子结构式为。

⑵①钒原子价电子排布式为3d34s2，结合泡利原理、洪特规则画出价电子排布图；②该分子中S原子价层电子对个数是4且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断S原子杂化类型。

⑶C原子与O原子均含有1对孤对电子，电负性越强越不易提供孤对电子；

⑷①Ti与O之间的最短距离为晶胞面对角线长度的一半；②与Ti紧邻的O个数=3×8÷2。

⑴①Cr是24号元素，位于第四周期第VIB族；故答案为：第四周期第VIB族。

②基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，该原子核外电子排布中最高能层是第四电子层，该层符号为N；故答案为：N。

③CrO5中5个O共为-6价，必定有4个为-1价，CrO5分子结构式为，即有两个过氧键，在1mol CrO5含有过氧键的数目为2NA，故答案为：2NA。

⑵①钒原子价电子排布式为3d34s2，价电子排布图为；故答案为：。

②SO3的三聚体（SO3）3的环状结构中S原子形成4个σ键，杂化轨道数目为4，S原子采取sp3杂化；故答案为：sp3。

⑶C原子与O原子均含有1对孤对电子，O的电负性比C的强，O原子不易提供孤对电子，C原子提供孤对电子，故Ni(CO)4中配原子是C；故答案为：C。

⑷①Ti与O之间的最短距离为晶胞面对角线长度的一半，故答案为：0.188。

②与Ti紧邻的O个数=3×8÷2=12;故答案为：12。