Question

【題目】碳、硫和釩的相關(guān)化合物，在藥物化學(xué)及催化化學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。回答下列問題:

（1）基態(tài)釩的原子結(jié)構(gòu)示意圖為____________________________；

（2）VO43-的中心原子價(jià)層孤電子對數(shù)目為______，一個(gè)VO43-離子中含有_______個(gè)σ鍵；

（3）2-巰基煙酸氧釩配合物(圖1) 是副作用小的有效調(diào)節(jié)血糖的新型藥物。

①該藥物中N原子的雜化方式是_______；

②X、Y、W三種物質(zhì)在水中的溶解性由大到小的順序?yàn)?/span>________，原因是__________；

已知：多原子分子中，若原子都在同一平面上且這些原子有相互平行的p軌道，則p電子可在多個(gè)原子間運(yùn)動，形成“離域π鍵”（或大π鍵）。大π鍵可用表示，其中m、n分別代表參與形成大π鍵的原子個(gè)數(shù)和電子數(shù)，如苯分子中大π鍵表示為。

③下列微粒中存在“離域Π鍵”的是_____；

A.O3 B.SO42- C.H2S D.NO3-

④CS2分子中大π鍵可以表示為_______________；

（4）偏釩酸銨加熱分解生成五氧化二釩、氨氣、水。偏釩酸銨的陰離子呈如下圖2所示的無限鏈狀結(jié)構(gòu)，則偏釩酸銨的化學(xué)式為_________；

（5）某六方硫釩化合物晶體的晶胞如圖4所示（表示V，表示S），該晶胞的化學(xué)式為VS。圖3 為該晶胞的俯視圖。

①請?jiān)趫D4中用標(biāo)出V原子的位置；

②已知晶胞的密度為dg/cm3 ，計(jì)算晶胞參數(shù)h =_____________cm。(列出計(jì)算式即可)

Answer 1

【答案】 0 4 sp2 X>W>Y AD X中含有羧基可以與水分子形成氫鍵，增強(qiáng)水溶性；Y中含有酯基和苯環(huán)，W中含有酯基，都不利于水的溶解 NH4VO3 八個(gè)頂點(diǎn)各一個(gè)，四條棱上各一個(gè) 【答題空10】

【解析】（1）釩為23號元素，釩的原子結(jié)構(gòu)示意圖為： 答案為：

（2）VO43-的中心原子為V，V最外層有5個(gè)電子，V價(jià)層孤電子對數(shù)目==0，V周圍有4個(gè)O與V形成化學(xué)鍵，所以一個(gè)VO43-離子中含有4個(gè)σ鍵。答案為： 0 、 4

（3）①該藥物中N原子形成2個(gè)σ鍵，1個(gè)π鍵，N的價(jià)層電子對=孤對電子+σ鍵個(gè)數(shù)=1+2=3，所以N原子采取sp2雜化。②X中含有羧基可以與水分子形成氫鍵，增強(qiáng)水溶性；Y中含有酯基和苯環(huán)，W中含有酯基，都不利于水的溶解，因此X、Y、W三種物質(zhì)在水中的溶解性由大到小的順序?yàn)椋?/span>X>W>Y；③從題目表述來看，形成離域Π鍵的條件是：原子都在同一平面上且這些原子有相互平行的p軌道。根據(jù)價(jià)層電子對互斥理論，O3為平面三角形，SO42-為正四面體，H2S為角形，NO3-為平面三角形。因此SO42-一定不存在離域Π鍵，H2S中H原子沒有P軌道，也不存在離域Π鍵，O3和NO3-既是平面形，又有P軌道，可以形成離域Π鍵。所以選AD. ④CS2是直線型結(jié)構(gòu)，又有P軌道，因此可以形成三中心四電子的離域Π鍵： 。答案為：①sp2 ②X>W>Y X中含有羧基可以與水分子形成氫鍵，增強(qiáng)水溶性，Y中含有酯基和苯環(huán)，W中含有酯基，不利于水的溶解③AD

④

（4）由鏈狀結(jié)構(gòu)可知每個(gè)V與3個(gè)O形成陰離子，且V的化合價(jià)為+5價(jià)，則偏釩酸銨的化學(xué)式為：NH4VO3。答案為：NH4VO3

（5）①該晶胞的化學(xué)式為VS，結(jié)合該晶胞的俯視圖可知，一個(gè)該晶胞含有2個(gè)V原子2個(gè)S原子，因此V原子的位置是：晶胞中八個(gè)頂點(diǎn)各一個(gè)，四條棱上各一個(gè) 。

②因?yàn)橐粋�(gè)該晶胞中有2個(gè)VS，所以一個(gè)晶胞質(zhì)量為2（32+51）/NA,根據(jù)圖3得到晶胞底面積為：a,所以晶胞的體積為：a,1nm=cm,根據(jù)公式ρ=可得：d= 所以h=.答案為：①晶胞中八個(gè)頂點(diǎn)各一個(gè)，四條棱上各一個(gè)②h=