Question

【題目】我國科學(xué)家合成鉻的化合物通過烷基鋁和[ph3C]+[B(C6F5)4]-活化后，對乙烯聚合表現(xiàn)出較好的催化活性。合成鉻的化合物過程中的一步反應(yīng)為：

回答下列問題：

（1）Cr3+具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，Cr3+核外電子排布式為___；已知沒有未成對d電子的過渡金屬離子的水合離子是無色的，Ti4+、V3+、Ni2+、Cu+四種離子的水合離子為無色的是___(填離子符號)。

（2）化合物丙中1、2、3、4處的化學(xué)鍵是配位鍵的是___處，聚乙烯鏈中碳原子采取的雜化方式為___。

（3）無水CrCl3與NH3作用可形成化學(xué)式為CrCl3·5NH3的配位化合物。向該配位化合物的水溶液中加入AgNO3溶液，CrCl3·5NH3中的氯元素僅有沉淀為AgC1；向另一份該配位化合物的水溶液中加入足量NaOH濃溶液，加熱并用濕潤紅色石蕊試紙檢驗(yàn)時(shí)，試紙未變色。該配位化合物的結(jié)構(gòu)簡式為___。

（4）水在合成鉻的化合物的過程中作溶劑。研究表明水能凝結(jié)成13種類型的結(jié)晶體。重冰(密度比水大)屬于立方晶系，其立方晶胞沿x、y或z軸的投影圖如圖所示，晶體中H2O的配位數(shù)為__，晶胞邊長為333.7pm，則重冰的密度為__g·cm-3(寫出數(shù)學(xué)表達(dá)式，NA為阿伏加德羅常數(shù))。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d3 Ti4+、Cu+ 2 sp3 [Cr(NH3)5C1]Cl2 8 ×1030

【解析】

(1)Cr原子核外電子數(shù)為24，核外電子排布為1s22s22p63s23p63d54s1，原子失去4s能級1個(gè)電子、3d能級2個(gè)電子形成Cr3+，Cr3+電子排布式為：1s22s22p63s23p63d3；

Ti4+的核外電子排布為1s22s22p63s23p6，無未成對電子，其水溶液為無色；

V3+的核外電子排布為1s2 2s22p63s23p63d2，3d軌道有兩個(gè)未成對電子，其水溶液有顏色；

Ni2+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d8，3d軌道有2個(gè)未成對電子，其水溶液有顏色；

Cu+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10，無未成對電子，其水溶液為無色；

綜上所述水合離子為無色的是Ti4+、Cu+；

(2)O可以形成兩個(gè)共價(jià)鍵，Cl可以形成1個(gè)共價(jià)鍵，N可以形成3個(gè)共價(jià)鍵，丙中N原子形成4條化學(xué)鍵，則其中一條為配位鍵，形成配位鍵時(shí)一般由非金屬元素提供孤對電子，金屬陽離子提供空軌道，所以2應(yīng)為配位鍵；聚乙烯中碳原子形成4條單鍵，應(yīng)為sp3雜化；

(3)向該配位化合物的水溶液中加入AgNO3溶液，CrCl3·5NH3中的氯元素僅有沉淀為AgC1，說明該配合物可以電離出兩個(gè)Cl-，說明兩個(gè)Cl-為該配合物的外界；向另一份該配位化合物的水溶液中加入足量NaOH濃溶液，加熱并用濕潤紅色石蕊試紙檢驗(yàn)時(shí)，試紙未變色說明NH3均位于內(nèi)界，結(jié)合電荷守恒可知該配合物應(yīng)為[Cr(NH3)5C1]Cl2；

(4)根據(jù)立方晶胞沿x、y或z軸的投影可知，該晶體為體心立方堆積，所以晶體中H2O的配位數(shù)為8；晶胞中H2O的分子個(gè)數(shù)為=2，則晶胞的質(zhì)量m=，晶胞邊長為333.7pm，即333.7×10-10cm，則晶胞體積V=(333.7×10-10)3cm3，所以晶胞的密度。