Question

【題目】硫和釩的相關化合物，在藥物化學及催化化學等領域應用廣泛。回答下列問題：

(1)基態釩原子的外圍電子軌道表達式為__________，釩有+2、+3、+4、+5 等多種化合價，其中最穩定的化合價是______________，VO43-的幾何構型為___________。

(2)2-巰基煙酸氧釩配合物(圖1) 是副作用小的有效調節血糖的新型藥物。

①該藥物中S 原子的雜化方式是____________，所含第二周期元素第一電離能按由大到小順序的排列是__________________。

②2-巰基煙酸(圖2)水溶性優于2-疏基煙酸氧釩配合物的原因是___________________。

(3)多原子分子中各原子若在同一平面，且有相互平行的p軌道，則p電子可在多個原子間運動，形成“離域П鍵”，下列物質中存在“離域П鍵”的是___________。

A.SO2 B.SO42- C.H2S D.CS2

(4)某六方硫釩化合物晶體的晶胞如圖3所示，該晶胞的化學式為_____________。圖4為該晶胞的俯視圖，該晶胞的密度為________g/cm3 (列出計算式即可)。

Answer 1

【答案】 +5 正四面體 sp3 N>O>C 2-巰基煙酸的羧基可與水分子之間形成氫鍵，使其在水中溶解度增大 AD VS

【解析】(1) 釩為23號元素，電子排布式為[Ar]3d34s2，所以外圍電子排布式為3d34s2，所以外圍電子軌道表達式為，其最穩定的化合價是+5，即失去所有的價電子，形成最外層8電子的穩定結構；根據價層電子對互斥原理，VO43-中的中心原子V的價電子為5，配位原子O不提供電子，帶有三個單位負電荷，所以外層電子為8個，共4對，空間構型為正四面體；(2) ①從圖中得到S的配位數為2，所以此時S的外層有6+2=8個電子，電子對為4，所以S應該的雜化方式是sp3雜化；其中含有的第二周期元素是C、N、O，同周期元素從左向右應該是第一電離能增大，因為N的2p能級上有3個電子，是p能級的半滿穩定結構，所以N的第一電離能反常增大，所以第一電離能為N>O>C；②2-巰基可以與水分子形成氫鍵，所以其水溶性會更好； （3）從題目表述來看，形成離域鍵的要求是：①原子共平面；②有相互平行的p軌道。根據價層電子對互斥理論，二氧化硫為平面三角形，硫酸根為正四面體，硫化氫為V型，二硫化碳為直線型。所以選項B一定錯誤；而硫化氫的H原子不存在p軌道。所以選項C錯誤。由上正確的是選項AD；（4）晶胞中有V為：個，S為：個，所以化學式為VS；因為該晶胞中有２個VS，所以晶胞質量為g； 根據圖4得到晶胞的面積為，所以晶胞的體積為：，1nm=10-7cm，所以晶體密度為。