Question

含铬化合物及铬合金用途非常广泛。回答下列问题：

⑴基态Cr原子价电子排布式为___；第三电离能I₃(Cr)=2987kJ·mol^-1，I₃(Mn)=3248kJ·mol^-1，I₃(Cr)<I₃(Mn)，其原因是___。

⑵Cr-Ni-Si是具有八边形相的准晶体，准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过___法区分晶体、准晶体和非晶体。

⑶已知反应：6KSCN＋13K₂Cr₂O₇＋55H₂SO₄=13Cr₂(SO₄)₃＋6SO₂↑＋6CO₂↑＋6NO₂↑＋16K₂SO₄＋55H₂O。

①根据价层电子对互斥理论，SO₂、CO₂、H₂O的气态分子中，中心原子价层电子对数目依次为___、___、___。

②写出一种与SCN^-互为等电子体的分子：___(填化学式)。

③KSCN可制备配合物[Cr(NH₃)₆][Cr(SCN)₆]，该配合物中铬元素的化合价为___，两个配体NH₃、SCN^-中，中心原子杂化类型依次为___、___。

⑷一种具有萤石结构的CrO₂的晶胞结构如图所示，晶胞参数为apm。则两个氧原子间的距离为___pm，Cr-O键的键长为___pm；设N_A为阿伏加德罗常数的值，则CrO₂的密度为___g·cm^-3(列出计算式)。

Answer

3d54s1 Cr失去的是3d4上的一个电子，Mn失去的是半充满3d5上的一个电子 X射线衍射 3 2 4 CO2 +3 sp3 sp a

【解析】

⑴基态Cr原子核外有24个电子，根据Cr2+和Mn2+的价电子分析。

⑵区别晶体、准晶体和非晶体最科学的方法。

⑶①按照价层电子对互斥理论分别计算中心原子价层电子对数目；

②与SCN-互为等电子体的分子中含有3个原子、16个价电子，据此规律写出等电子体分子；

③根据化合价代数和来分析，分别计算NH3、SCN－中心原子价层电子对数，再分析杂化类型。

⑷根据图中信息得到两个氧原子间的距离为晶胞参数的一半，Cr-O键的键长为体对角线的四分之一根据公式计算CrO2的密度。

⑴基态Cr原子核外有24个电子，其价电子排布式为3d54s1；第三电离能I3(Cr)=2987kJ·mol-1，I3(Mn)=3248kJ·mol-1，I3(Cr)＜I3(Mn)，其原因是Cr失去的是3d4上的一个电子，Mn失去的是半充满3d5上的一个电子，需要的能量高；故答案为：3d54s1；Cr失去的是3d4上的一个电子，Mn失去的是半充满3d5上的一个电子。

⑵区别晶体最科学的方法是通过X射线衍射法区分晶体、准晶体和非晶体；故答案为：X射线衍射。

⑶①根据价层电子对互斥理论，SO2、CO2、H2O的气态分子中，中心原子价层电子对数目依次为、、；故答案为：3；2；4。

②与SCN-互为等电子体的分子中含有3个原子、16个价电子，与该离子核外等电子体的分子为CO2（或CS2、N2O、BeCl2），故答案为：CO2（或CS2、N2O、BeCl2）；

③KSCN可制备配合物[Cr(NH3)6][Cr(SCN)6]，该配合物中铬元素的化合价为+3，配体NH3中心原子价层电子对数为，杂化类型为sp3，SCN－中心原子价层电子对数为，中心原子杂化类型依次为sp；故答案为：sp3，sp。

⑷顶点和面心为Cr，共，氧原子在体内，共8个，根据图中信息得到两个氧原子间的距离为晶胞参数的一半即pm，Cr-O键的键长为体对角线的四分之一即a pm；设NA为阿伏加德罗常数的值，则CrO2的密度为；故答案为：。