Question

Ⅰ.氫能的存儲(chǔ)是氫能應(yīng)用的主要瓶頸，配位氫化物、富氫載體化合物是目前所采用的主要儲(chǔ)氫材料。

(1)Ti(BH₄)₂是一種過(guò)渡元素硼氫化物儲(chǔ)氫材料。在基態(tài)Ti^2＋中，電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為_(kāi)_______，該能層具有的原子軌道數(shù)為_(kāi)_______。

(2)液氨是富氫物質(zhì)，是氫能的理想載體，利用N₂＋3H₂2NH₃實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氫和輸氫。下列說(shuō)法正確的是________。

a．NH₃分子中氮原子的軌道雜化方式為sp²雜化

b．NH與PH、CH₄、BH、ClO互為等電子體

c．相同壓強(qiáng)下，NH₃沸點(diǎn)比PH₃的沸點(diǎn)高

d．[Cu(NH₃)₄]^2＋中，N原子是配位原子

(3)已知NF₃與NH₃的空間構(gòu)型相同，但NF₃不易與Cu^2＋形成配離子，其原因是________________________________________。

Ⅱ.氯化鈉是生活中的常用調(diào)味品，也是結(jié)構(gòu)化學(xué)中研究離子晶體時(shí)常用的代表物，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。

(1)設(shè)氯化鈉晶體中Na^＋與跟它最近鄰的Cl^－之間的距離為r，則與Na^＋次近鄰的Cl^－個(gè)數(shù)為_(kāi)_______，該Na^＋與跟它次近鄰的Cl^－之間的距離為_(kāi)_______。

(2)已知在氯化鈉晶體中Na^＋的半徑為a pm，Cl^－的半徑為b pm，它們?cè)诰�體中是緊密接觸的，則在氯化鈉晶體中離子的空間利用率為_(kāi)_______。(用含a、b的式子

表示)

(3)納米材料的表面原子占總原子數(shù)的比例很大，這是它有許多特殊性質(zhì)的原因。假設(shè)某氯化鈉顆粒形狀為立方體，邊長(zhǎng)為氯化鈉晶胞的10倍，則該氯化鈉顆粒中表面原子占總原子數(shù)的百分比為_(kāi)__       _。

Answer 1

解析�、�.(1)基態(tài)Ti^2＋的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²，電子占據(jù)的最高能層為M層，該能層有s、p、d三個(gè)能級(jí)，具有1＋3＋5＝9個(gè)原子軌道。(2)NH₃分子中氮原子的軌道雜化方式為sp³雜化，a項(xiàng)錯(cuò)誤。NH中共有8個(gè)價(jià)電子，但ClO中價(jià)電子共有32個(gè)，因價(jià)電子總數(shù)不相等，因此它與NH不互為等電子體，故b項(xiàng)錯(cuò)誤。NH₃能形成分子間氫鍵，使其沸點(diǎn)高于PH₃，c項(xiàng)正確。[Cu(NH₃)₄]^2＋中，Cu原子核外有空軌道，而N原子核外有孤對(duì)電子，故N原子是配位原子，d項(xiàng)正確。

Ⅱ.(1)根據(jù)氯化鈉晶胞結(jié)構(gòu)可知與Na^＋次近鄰的Cl^－共有8個(gè)。晶胞面對(duì)角線的長(zhǎng)度為r，所求距離為晶胞體對(duì)角線的長(zhǎng)度，為＝r。(2)晶胞邊長(zhǎng)＝2(a＋b)pm，晶胞體積V＝[2(a＋b)]³pm³；1個(gè)晶胞中有4個(gè)NaCl，則離子體積V′＝[4×πa³＋4×πb³]pm³，所以離子的空間利用率為×100%＝××100%。(3)若立方體氯化鈉顆粒邊長(zhǎng)為氯化鈉晶胞的10倍，則立方體氯化鈉顆粒的棱上有21個(gè)原子(10個(gè)Cl^－和11個(gè)Na^＋)，那么該立方體的原子總數(shù)為21³＝9 261。而該立方體的每條棱的相應(yīng)里面一層(緊靠)的棱上有19個(gè)原子(10個(gè)Cl^－和9個(gè)Na^＋)，即該立方體中有19³＝6 859個(gè)原子處于立方體內(nèi)部，所以該立方體表面原子個(gè)數(shù)為：21³－19³＝2 402，因而表面原子占總原子數(shù)的百分比為×100%≈26%。

答案�、�.(1)M　9　(2)cd　(3)N、F、H三種元素的電負(fù)性為F>N>H，在NF₃中，共用電子對(duì)偏向氟原子，偏離氮原子，使得氮原子上的孤電子對(duì)難以與Cu^2＋形成配位鍵

Ⅱ.(1)8　r　(2)××100%

(3)26%或×100%