Question

【題目】氮、鉻及其相關化合物用途非常廣泛。回答下列問題：

（1）基態N原子的核外電子排布式為_______________ ，Cr位于元素周期表第四周期____族。

（2）Cr與K位于同一周期且最外層電子數相同，兩種元素原子第一電離能的大小關系為K___Cr（填“<”或“>”）；

（3）CrCl3的熔點（83℃）比CrF3的熔點（1100℃）低得多，這是因為______________。

（4）Cr的一種配合物結構如圖所示：

①陰離子C1O4－的空間構型為___________形。

②配離子中，中心離子的配位數為________。

（5）配體H2NCH2CH2NH2（乙二胺）中碳原子的雜化方式是_____________，分子中三種元素電負性從大到小的順序為________________。

（6）氮化鉻的熔點為1770℃，它的一種晶體的晶胞結構如圖所示，其密度為5.9 g·cm－3，阿伏加德羅常數的值為6.02×1023，則氮化鉻的晶胞邊長為_________________nm（列出計算式）.

Answer 1

【答案】1s22s22p3 ⅥB < CrCl3是分子晶體，CrF3是離子晶體，分子間作用力弱于離子鍵 正四面體 6 sp3 N>C>H

【解析】

（1）N元素是7號元素，根據核外電子排布規律，得出基態N原子的核外電子排布，Cr是24號元素，在周期表第四周期ⅥB族；

（2）K最外層電子一個，易失去，Cr元素的價電子為3d54s1，半充滿，較穩定，故第一電離能K＜Cr；CrCl3的熔點（83℃），典型的分子晶體性質，CrF3的熔點（1100℃），典型的離子晶體性質；

（3）①算出陰離子C1O4-的價層電子對數，得出其空間構型；

②由圖可知，與中心Cr形成的配位數為6；N元素提供孤電子對，Cr提供空軌道，所以N與中心原子形成的化學鍵稱為配位鍵；

③由H2NCH2CH2NH2可知，C周圍形成了4個單鍵，即價層電子對數為4，碳原子的雜化方式為sp3；根據電負性在周期表中的變化規律，C、N、H的電負性關系；

（4）由晶胞圖，根據均攤法，晶胞中Cr的原子數目：×8+×6=4；N的原子數目：×12+1=4；所以晶胞的質量m=，密度ρ= ，據以上分析解答。

（1）氮原子的基態電子排布式為1s22s22p3，而鉻元素為24號元素，故處于第四周期第VIB族；

（2）根據元素周期律，同周期元素從左到右第一電離能逐漸增大，因此鉀的第一電離能小于鉻；

（3）三氯化鉻是分子晶體，符合分子晶體熔沸點較低的特點，而三氟化鉻是離子晶體，離子晶體的熔沸點普遍較大；室溫下幾乎沒有是液體或氣體的離子晶體；

（4）①的價層電子對數=4，沒有孤電子對，所以其空間構型為正四面體；

②由圖可以看出鉻原子附近有6個氮原子，因此配位數為6；

（5）由乙二胺的結構可知碳原子周圍有4個單鍵，即價層電子對數為4，碳的雜化方式為sp3，根據同周期元素從左到右電負性增大的規律，碳、氮、氫的電負性關系為；

（6）根據均攤法，可以看出晶胞中有4個鉻原子、4個氮原子，所以晶胞的質量 g，由因為密度，則 cm，nm。