Question

15．儲氫材料的種類很多，包括儲氫合金、配位氫化物、碳質(zhì)吸附材料等．
（1）TiFe合金是鈦系儲氫合金的代表，該合金具有放氫溫度低、價格適中等優(yōu)點．
①基態(tài)Fe原子的價電子排布式為3d⁶4s²．
②基態(tài)Ti原子含有7種不同能級的電子．
（2）NaH、MgH₂、AlH₃足良好的吸氫材料．Na、Mg、Al原子的第一電離能由小到大的順序為Mg＞Al＞Na（填元索符號）．
（3）配位氫化物NaAlH₄儲氫性能好，AlH₄^-的立體構(gòu)型是正四面體．
（4）鑭鎳合金是目前廣泛使用的儲氫材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖，Ni原子處于晶胞的面上和體心．
①該晶體的化學(xué)式為LaNi₅；
②若該晶胞為立方體，合金的平均摩爾質(zhì)量為Mg•mol^-1，密度為ag•cm^-3，則兩個距離最近
 的La原子間的距離為$\root{3}{\frac{M}{a{N}_{A}}}$cm．（用含a、M的表達式表示）

Answer 1

分析 （1）①Fe是26號元素，價電子數(shù)為8，根據(jù)原子核外電子排布規(guī)律排布；
②Ti是22號元素，原子核外有spd等能級；
（2）同周期隨原子序數(shù)增大，第一電離能呈增大趨勢，元素原子各軌道為半滿、全滿、全空時，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素的；
（3）根據(jù)價層電子對互斥理論確定空間構(gòu)型；
（4）①根據(jù)均攤法計算出晶胞中各原子的個數(shù)，再確定化學(xué)式；
②根據(jù)V=$\frac{m}{ρ}$計算出晶胞的體積，進而計算出晶胞的邊長，根據(jù)晶胞圖可知，兩個距離最近的La原子間的距離為晶胞的邊長．

解答 解：（1）①Fe是26號元素，位于元素周期表中第四周期第ⅥB族，故Ti的基態(tài)原子價電子排布式為 3d⁶4s²，故答案為：3d⁶4s²；
②Ti是22號元素，原子核外有1s、2s、3s、4s、2p、3p、3d等7個能級，故答案為：7；
（2）同周期隨原子序數(shù)增大，第一電離能呈增大趨勢，Mg元素原子2s軌道為全滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素的，故第一電離能：Mg＞Al＞Na，
故答案為：Mg＞Al＞Na；
（3）AlH₄^-中Al原子價層電子對=4+$\frac{1}{2}$（3+1-4）=4，且沒有孤電子對，所以是正四面體結(jié)構(gòu)，故答案為：正四面體；
（4）①根據(jù)均攤法可知，晶胞中La原子的個數(shù)為$8×\frac{1}{8}$=1，Ni原子個數(shù)為$8×\frac{1}{2}+1$=5，所化學(xué)式為LaNi₅，
故答案為：LaNi₅；
②根據(jù)V=$\frac{m}{ρ}$計算出晶胞的體積為$\frac{M}{a{N}_{A}}$cm³，所以晶胞的邊長為$\root{3}{\frac{M}{a{N}_{A}}}$cm，根據(jù)晶胞圖可知，兩個距離最近的La原子間的距離為晶胞的邊長，所以兩個距離最近的La原子間的距離為$\root{3}{\frac{M}{a{N}_{A}}}$cm，
故答案為：$\root{3}{\frac{M}{a{N}_{A}}}$cm．

點評 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及核外電子排布、空間構(gòu)型的判斷、晶胞的計算等知識點，難點是晶胞的計算，靈活運用公式是解本題關(guān)鍵，難度中等．