Question

【題目】富鎳三元層狀氧化物LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)作為下一代鋰離子電池的正極材被廣泛關(guān)注和深入研究，納米級(jí)TiO2形成的表面包覆對(duì)提高該材料的性能效果明顯�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

（1）Li在元素周期表中的位置為___；基態(tài)Ni的電子排布式為___，基態(tài)Co3+有__個(gè)未成對(duì)電子。

（2）制備NCM811的過(guò)程中，殘余的Li2CO3會(huì)破壞材料的界面，CO32-的空間構(gòu)型是___，其中C原子的雜化方式為___。

（3）該電池初始充電過(guò)程中，會(huì)有C2H4等氣體產(chǎn)生。C2H4分子中。鍵和鍵數(shù)目之比為__。

（4）TiO2的晶胞（===90o）如圖所示：

TiO2晶體中O原子的配位數(shù)是__，其晶胞參數(shù)為：a=b=459pm，c=295pm，該晶體的密度為__g/cm3（列出計(jì)算式）。

Answer 1

【答案】第二周期第ⅠA族 [Ar]3d84s2 4 平面三角形 sp2 5:1 3

【解析】

（1）Li是3號(hào)元素，核外2個(gè)電子層、最外層有1個(gè)電子； Ni原子核外有28個(gè)電子，根據(jù)能量最低原理書寫基態(tài)Ni原子電子排布式；電子在能量相同的軌道排布時(shí)，盡可能分占不同軌道。

（2）根據(jù)價(jià)電子互斥理論判斷；

（3）單鍵為鍵，雙鍵中有1個(gè)鍵、1個(gè)鍵。

（3）根據(jù)晶胞圖，與每個(gè)O原子離的最近的Ti原子有3個(gè)；根據(jù)均攤原則計(jì)算1個(gè)晶胞中的原子數(shù)，根據(jù) 計(jì)算密度。

（1）Li是3號(hào)元素，核外2個(gè)電子層、最外層有1個(gè)電子，Li在元素周期表中的位置為第二周期第ⅠA族； Ni原子核外有28個(gè)電子，根據(jù)能量最低原理，Ni原子核外電子排布式為 3d84s2；基態(tài)Co3+的價(jià)電子排布式為3d6， 電子在能量相同的軌道排布時(shí)，盡可能分占不同軌道，所以有4個(gè)未成對(duì)電子。

（2）CO32-中C原子的價(jià)電子對(duì)數(shù)是，C原子的雜化方式為sp2，C原子沒(méi)有孤電子對(duì)，空間構(gòu)型是平面三角形；

（3）單鍵為鍵，雙鍵中有1個(gè)鍵、1個(gè)鍵； C2H4結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH2=CH2，有5個(gè)鍵和1個(gè)鍵，鍵和鍵數(shù)目之比為5:1。

（3）根據(jù)晶胞圖，與每個(gè)O原子離的最近的Ti原子有3個(gè)，TiO2晶體中O原子的配位數(shù)是3；根據(jù)均攤原則，1個(gè)晶胞中含有O原子數(shù)是、含有Ti原子數(shù)是 ，1mol晶胞的質(zhì)量是（48×2+16×4）g，a=b=459pm，c=295pm，1個(gè)晶胞的體積是459×459×295×10-30cm3，1mol晶胞的體積是459×459×295×10-30×6.02×1023 cm3，=g/cm3 。