Question

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

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

(2)液氨是富氫物質，是氫能的理想載體，利用N₂＋3H₂2NH₃實現(xiàn)儲氫和輸氫。下列說法正確的是________。

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．相同壓強下，NH₃沸點比PH₃的沸點高

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味品，也是結構化學中研究離子晶體時常用的代表物，其晶胞結構如圖所示。

(1)設氯化鈉晶體中Na^＋與跟它最近鄰的Cl^－之間的距離為r，則與Na^＋次近鄰的Cl^－個數(shù)為________，該Na^＋與跟它次近鄰的Cl^－之間的距離為________。

(2)已知在氯化鈉晶體中Na^＋的半徑為a pm，Cl^－的半徑為b pm，它們在晶體中是緊密接觸的，則在氯化鈉晶體中離子的空間利用率為________。(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的原因。假設某氯化鈉顆粒形狀為立方體，邊長為氯化鈉晶胞的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___       _。

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三個能級，具有1＋3＋5＝9個原子軌道。(2)NH₃分子中氮原子的軌道雜化方式為sp³雜化，a項錯誤。NH中共有8個價電子，但ClO中價電子共有32個，因價電子總數(shù)不相等，因此它與NH不互為等電子體，故b項錯誤。NH₃能形成分子間氫鍵，使其沸點高于PH₃，c項正確。[Cu(NH₃)₄]^2＋中，Cu原子核外有空軌道，而N原子核外有孤對電子，故N原子是配位原子，d項正確。

Ⅱ.(1)根據(jù)氯化鈉晶胞結構可知與Na^＋次近鄰的Cl^－共有8個。晶胞面對角線的長度為r，所求距離為晶胞體對角線的長度，為＝r。(2)晶胞邊長＝2(a＋b)pm，晶胞體積V＝[2(a＋b)]³pm³；1個晶胞中有4個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為氯化鈉晶胞的10倍，則立方體氯化鈉顆粒的棱上有21個原子(10個Cl^－和11個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里面一層(緊靠)的棱上有19個原子(10個Cl^－和9個Na^＋)，即該立方體中有19³＝6 859個原子處于立方體內(nèi)部，所以該立方體表面原子個數(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　Ⅰ.(1)M　9　(2)cd　(3)N、F、H三種元素的電負性為F>N>H，在NF₃中，共用電子對偏向氟原子，偏離氮原子，使得氮原子上的孤電子對難以與Cu^2＋形成配位鍵

Ⅱ.(1)8　r　(2)××100%

(3)26%或×100%