Question

金属钒（V）广泛应用于航空、化工、能源等行业。

（1）钒元素基态原子的电子排布式为__________，3d 能级上的未成对电子数为___________。

（2）VCl₂溶液与乙二胺(H₂N—CH₂—CH₃—NH₄ )可形成配离子[V(En)₂]²⁺ (En是乙二胺的简写)，该配离子中所含非金属元素的电负性由大到小的顺序是___________ (用元素符号表示)。乙二胺分子中氮原子的杂化轨道类型为_____________，乙二胺和三甲胺[N(CH₃)₃]均属于胺，且相对分子质量相近，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多，原因是______________。

（3）LiVH₄是一种特殊的还原剂，可将乙酸直接还原成乙醇。CH₃COOH和CH₃CH₂OH分子中σ键数目之比为 ____________。

（4）钒能形成多种配合物，钒的两种配合物 X、Y的化学式均为 V(NH₃)₃ClSO₄，取X、Y的溶液进行如下实验(已知配体难电离出来)。

	X	X	Y	Y
试剂	BaCl2溶液	AgNO3溶液	BaCl2溶液	AgNO3溶液
现象	白色沉淀	无明显变化	无明显变化	白色沉淀

则 X的配离子为___________，Y的配体是 __________。

（5）VO晶体的晶胞结构如图所示，VO晶体中 V²⁺的配位数为 __________________。若该晶胞边长为 b nm，则该晶体的密度为__________ (用含 b，N_A的代数式表示)g·cm^-3。

Answer

1s22s22p63s23p63d34s2 {或[Ar]3d34s2 } 3 N>C>H sp3 乙二胺分子之间可以形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键 7:8 [V(NH3)3Cl]2+ NH3、SO42- 6

【解析】（1）V是23号元素，位于第四周期第IVB族，基态Ge原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2 {或[Ar]3d34s2 }，在最外层的4s能级上2个电子为成对电子，3d轨道中3个电子分别处以不同的轨道内，有3个未成对电子；（2）VCl2溶液与乙二胺(H2N—CH2—CH3—NH4 )可形成配离子[V(En)2]2+ (En是乙二胺的简写)，该配离子中所含非金属元素为H、C、N，N原子的2p轨道为半充满，较稳定，故电负性由大到小的顺序是N>C>H；乙二胺中N原子呈3个键，含有1对孤对电子，杂化轨道数为4，采取sp3杂化；乙二胺分子之间可以形成氢键，但三甲胺分子之间不能形成氢键；（3）CH3COOH分子中有7个σ键，CH3CH2OH分子中有8个σ键，则两者数目之比为7：8；（4）根据实验现象可知，X能电离出硫酸根离子，则X的配离子为[V(NH3)3Cl]2+，Y能电离出氯离子，则Y的配离子为[V(NH3)3 SO4] +，则配体是NH3、SO42-；（5）VO晶体的晶胞结构如图所示，VO晶体中与V2+最近相邻的O2-是6个，则V2+的配位数为6；钒原子在顶点和面心，个数为8+6=4，氧原子在棱和体心，个数为12+1=4，则一个晶胞相当于4个VO，其密度为ρ＝＝＝。