Question

目前铬被广泛应用于冶金、化工、铸铁及高精端科技等领域。回答下列问题：

（1）基态Cr原子价层电子的轨道表达式为_______，其核外有_______种不同能量的电子。

（2）Cr的第二电能离（I_Cr）和Mn的第二电离能（I_Mn）分别为1590.6 kJ·mol^-1、1509.0 kJ·mol^-1，I_Cr > I_Mn的原因是____________。

（3）过氧化铬CrO₅中Cr的化合价为+6，则该分子中键、键的数目之比为______。

（4）CrCl₃的熔点（83℃）比CrF₃的熔点（1100℃）低得多，这是因为___________。

（5）Cr的一种配合物结构如图所示，该配合物中碳原子的杂化方式是_______，阳离子中Cr原子的配位数为_________，ClO的立体构型为________。

（6）氮化铬晶体的晶胞结构如图所示，Cr处在N所围成的________空隙中，如果N与Cr核间距离为apm，则氮化铬的密度计算式为__________g·cm^-3（N_A表示阿伏加德罗常数的值）。

Answer

7 Cr失去1个e－后，3d轨道处于半充满状态，不易失去电子，Mn失去2个e－后，才处于半充满状态 7：1 CrCl3为分子晶体，CrF3是离子晶体 sp、sp3 6 正四面体形 正八面体 g/cm3或 g/cm3

【解析】

过渡元素的价层电子包括最外层电子和次外层d能级，不同的能级，能量是不同；从它们的第一电离能的电子排布式角度进行分析；利用化合价代数和为0进行分析；从晶体熔沸点判断；杂化轨道数等于价层电子对数，从配合物结构进行分析；根据晶胞的结构进行分析；

(1)Cr位于第四周期VIB族，价层电子排布式为3d54s1，其轨道表达式为；基态Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，有7个能级，因此核外有7种不同能量的电子；

(2)Cr失去1个e－后，价电子排布式为3d5，Mn失去1个e－后，价电子排布式为3d54s1，前者3d为半充满，不易失去电子；

(3)令－1价O原子个数为a，－2价O原子的个数为b，则有a＋2b=6，a＋b=5，解得a=4，b=1，Cr为＋6价，从而推出CrO5的结构简式为，即键、键的数目之比为7：1；

(4)CrCl3为分子晶体，CrF3为离子晶体，一般离子晶体的熔沸点高于分子晶体；

(5)根据配合物结构，“C=S”中C的杂化方式为sp，饱和碳的杂化方式为sp3；该配合物中，Cr与6个N原子形成6个配位键,即Cr的配位数为6；ClO4－中有4个σ键，孤电子对数为=0，价层电子对数为4，空间构型为正四面体形；

(6)根据氮化铬的晶胞结构，Cr处于N所围成正八面体空隙中；Cr位于晶胞的棱上和体心，利用均摊法，其个数为=4，N位于顶点和面心，个数为=4，化学式为CrN，晶胞的质量为，根据晶胞的结构，晶胞的边长为为2apm，即为2a×10－10cm，根据密度的定义，该晶胞的密度为g/cm3或g/cm3。