Question

【題目】【化學(xué)——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】

釩（12V）是我國(guó)的豐產(chǎn)元素，廣泛用于催化及鋼鐵工業(yè)�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

（1）釩價(jià)層電子排布圖為 ，比釩質(zhì)子數(shù)大1的元素原子的電子排布式為 。

（2）釩的某種氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示。晶胞中實(shí)際擁有的陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)分別為 、 。

（3）V2O5常用作SO2轉(zhuǎn)化為SO3的轉(zhuǎn)化劑。SO2分子VSEPR模型是 ，硫原子雜化類(lèi)型為 ；SO3氣態(tài)為單分子，SO3的三聚體環(huán)狀結(jié)構(gòu)如圖2所示，該結(jié)構(gòu)中S原子的雜化軌道類(lèi)型為 ；該結(jié)構(gòu)中S——O鍵長(zhǎng)有兩類(lèi)，一類(lèi)鍵長(zhǎng)約140pm，另一類(lèi)鍵長(zhǎng)約為160pm，較長(zhǎng)的鍵為 （填圖2字母），該分子含有 個(gè)σ鍵。

（4）V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到釩酸鈉（Na3VO4），該鹽陰離子的立體構(gòu)型為 ；也可以得到偏釩酸鈉，其陰離子呈如圖3所示的無(wú)限鏈狀結(jié)構(gòu)（釩位于體心），則偏釩酸鈉的化學(xué)式為 。

Answer 1

【答案】（1）1s22s22P63s23P63d54s1

（2）4，2

（3）平面三角形sp2sp3雜化b12

（4）正四面體形NaVO3

【解析】試題分析：（1）釩的原子序數(shù)是23，因此其價(jià)層電子排布圖為，比釩質(zhì)子數(shù)大1的元素是Cr，則其原子的電子排布式為1s22s22P63s23P63d54s1。

（2）分析釩的某種氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)利用切割法計(jì)算，晶胞中實(shí)際擁有的陰離子氧離子數(shù)目為4×1/2+2=4，陽(yáng)離子釩離子個(gè)數(shù)為8×1/8+1=2。

（3）SO2分子中中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是，所以SO2分子VSEPR模型是平面三角形，硫原子雜化類(lèi)型為sp2；根據(jù)雜化軌道理論判斷氣態(tài)SO3單分子中S原子的雜化軌道類(lèi)型為sp2雜化；由SO3的三聚體環(huán)狀結(jié)構(gòu)判斷，該結(jié)構(gòu)中S原子形成4個(gè)鍵，硫原子的雜化軌道類(lèi)型為sp3雜化；該結(jié)構(gòu)中S—O鍵長(zhǎng)兩類(lèi)，一類(lèi)如圖中a所示，含有雙鍵的成分鍵能較大，鍵長(zhǎng)較短，另一類(lèi)為配位鍵，為單鍵，鍵能較小，鍵長(zhǎng)較長(zhǎng)；由題給結(jié)構(gòu)分析該分子中含有12個(gè)σ鍵。

（4）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷釩酸鈉（Na3VO4）中陰離子的立體構(gòu)型為正四面體形；也可以得到偏釩酸鈉，其陰離子呈如圖3所示的無(wú)限鏈狀結(jié)構(gòu)，則偏釩酸鈉的化學(xué)式為NaVO3。