Question

【題目】錳的單質(zhì)及其化合物的用途非常廣泛.回答下列問題：

（1）基態(tài)錳原子的核外電子排布式為_______，其d軌道中未成對(duì)電子數(shù)為__________.

（2）MnO的熔點(diǎn)（1650℃）比MnS的熔點(diǎn)（1610℃）高，它們都屬于___晶體。前者熔點(diǎn)較高的原因是_____________。

（3）錳的一種配合物的化學(xué)式為Mn(BH4)2(THF)3，THF的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示。

① 與Mn2+形成配位鍵的原子為_______（填元素符號(hào)）。

② BH4-的空間構(gòu)型為_______，其中B原子的雜化軌道類型為________。

③ 寫出兩種與BH4-互為等電子體的分子或離子：___________。

（4）一種磁性材料的單晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。

① 該晶胞中碳原子的原子坐標(biāo)為________。

② Mn在晶體中的堆積方式為________（填“簡(jiǎn)單立方”“體心立方”“面心立方最密”或“六方最密＂) 堆積。

③ 若該晶胞的邊長(zhǎng)為a pm,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值，則該晶體密度的表達(dá)式為ρ=_____。

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p63d54s2（或[Ar]3d54s2） 5 離子 MnO的晶格能大 O 正四面體 sp3 CH4、SiH4(或NH4+等其他合理答案) （1/2,1/2,1/2） 面心立方最密

【解析】（1）本題考查電子排布式的書寫，以及泡利原理、洪特規(guī)則，Mn是25號(hào)元素，位于第四周期VIIB族，因此錳元素的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2（或[Ar]3d54s2）；d能級(jí)上有5個(gè)軌道，根據(jù)洪特規(guī)則，電子優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道，且自旋方向相同，因此錳元素的d軌道上有5個(gè)未成對(duì)電子；（2）考查晶體類型、熔沸點(diǎn)高低的判斷，MnO和MnS熔點(diǎn)很高，因此屬于離子晶體，O2－的半徑小于S2－，因此MnO的晶格能大于MnS，晶格能越大，熔沸點(diǎn)越高；（3）考查配位鍵、空間構(gòu)型、雜化類型、等電子體，①B的最外層有3個(gè)電子，因此BH4－中B沒有孤電子對(duì)，THF中O有孤電子對(duì)，因此THF中O提供孤電子對(duì)，Mn2＋提供空軌道；②BH4－中心原子B有4個(gè)σ鍵，孤電子對(duì)數(shù)為(3＋1－4)/2=0，雜化類型為sp3，因此BH4－空間構(gòu)型為正四面體；③原子總數(shù)相等，價(jià)電子總數(shù)相等的微粒互稱為等電子體，因此與BH4－互為等電子體的是CH4、SiH4、NH4＋等；（4）考查晶胞計(jì)算和坐標(biāo)，①根據(jù)B的坐標(biāo)，兩個(gè)最近的Sn距離為1，根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)，C位于體心，因此C的坐標(biāo)是(1/2，1/2，1/2)；②Mn的堆積方式為面心立方最密堆積；③Sn位于頂點(diǎn)，個(gè)數(shù)為8×1/8=1，M位于面心，個(gè)數(shù)為6×1/2=3，C位于體心，全部屬于晶胞，因此化學(xué)式為SnMn3C，晶胞的質(zhì)量為1×296/NAg，晶胞的體積為(a×10－10)3cm3，根據(jù)密度的定義，ρ=g/cm3。