Question

18．新型儲(chǔ)氫材料是開發(fā)利用氫能的重要研究方向．
（1）Ti（BH₄）₃是一種儲(chǔ)氫材料，可由TiCl₄和LiBH₄反應(yīng)制得．
①基態(tài)Ti原子的外圍電子排布圖為，電子占據(jù)的最高能層具有的原子軌道數(shù)為16．
②LiBH₄由Li⁺和BH₄^-構(gòu)成．BH₄^-的立體結(jié)構(gòu)是正四面體，B原子的雜化軌道類型是sp³，
BH₄^-內(nèi)部含有的微粒間作用力有cd（a．離子鍵b．非極性鍵c．極性鍵d．配位鍵e．氫鍵）．
Li、B、H元素的電負(fù)性由大到小排列順序?yàn)镠＞B＞Li．
（2）金屬氫化物是具有良好發(fā)展前景的儲(chǔ)氫材料．
①LiH中，離子半徑Li⁺＜H^-（填“＞”、“=”或“＜”）．
②某儲(chǔ)氫材料是第三周期金屬元素M的氫化物．M的部分電離能如表所示：

I1/kJ•mol-1	I2/kJ•mol-1	I3/kJ•mol-1	I4/kJ•mol-1	I5/kJ•mol-1
738	1451	7733	10540	13630

M是Mg （填元素符號(hào)）．
（3）NaH具有NaCl型晶體結(jié)構(gòu)，已知NaH晶體的晶胞參數(shù)a=488pm（棱長(zhǎng)），Na⁺半徑為102pm，
H^-的半徑為142pm，NaH的理論密度是$\frac{24×4}{{N}_{A}×48{8}^{3}×1{0}^{-30}}$g•cm^-3
（只列算式，不必計(jì)算出數(shù)值，阿伏加德羅常數(shù)為N_A）

Answer 1

分析 （1）①Ti的質(zhì)子數(shù)為22，根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知其核外電子排布為：[Ar]3d²4s²，外圍電子排布圖為：；電子占據(jù)的最高能層為第四能層，原子軌道數(shù)為1+3+5+7=16；
②根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定離子空間構(gòu)型、B原子的雜化軌道類型；BH₄^-內(nèi)部有3個(gè)H與B形成極性鍵，另一個(gè)H提供孤對(duì)電子，B提供空軌道，從而形成配位鍵；元素的非金屬性越強(qiáng)，其電負(fù)性越大；
（2）①核外電子排布相同的離子，核電荷數(shù)越大，離子半徑越��；
②該元素的第III電離能劇增，則該元素屬于第IIA族；
（3）NaH具有NaCl型晶體結(jié)構(gòu)，食鹽晶體里Na⁺和Cl^-的間距為棱長(zhǎng)的一半，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）①Ti的質(zhì)子數(shù)為22，根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知其核外電子排布為：[Ar]3d²4s²，外圍電子排布圖為：；電子占據(jù)的最高能層為第四能層，原子軌道數(shù)為1+3+5+7=16；
故答案為：；16；
②BH₄^-中B原子價(jià)層電子數(shù)=4+0=4，B原子的雜化軌道類型是sp³雜化，且不含孤電子對(duì)，所以是正四面體構(gòu)型；BH₄^-內(nèi)部有3個(gè)H與B形成極性鍵，另一個(gè)H提供孤對(duì)電子，B提供空軌道，從而形成配位鍵；非金屬的非金屬性越強(qiáng)其電負(fù)性越大，非金屬性最強(qiáng)的是H元素，其次是B元素，最小的是Li元素，所以Li、B、H元素的電負(fù)性由大到小排列順序?yàn)镠＞B＞Li，
故答案為：正四面體；sp³；cd；H＞B＞Li；
（2）①核外電子排布相同，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，鋰的質(zhì)子數(shù)為3，氫的質(zhì)子數(shù)為1，Li⁺、H^-核外電子數(shù)都為2，所以半徑Li⁺＜H^-，
故答案為：＜；   
②該元素的第III電離能劇增，則該元素屬于第IIA族，為Mg元素，
故答案為：Mg；
（3）NaH具有NaCl型晶體結(jié)構(gòu)，NaH晶體的晶胞參數(shù)a=488pm（棱長(zhǎng)），Na⁺半徑為102pm，H^-的半徑為$\frac{488-102×2}{2}$=142pm，該晶胞中鈉離子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，氫離子個(gè)數(shù)=12×$\frac{1}{4}$+1=4，NaH的理論密度是ρ=$\frac{4M}{{N}_{A}V}$=$\frac{24×4}{{N}_{A}×48{8}^{3}×1{0}^{-30}}$，
故答案為：142pm；$\frac{24×4}{{N}_{A}×48{8}^{3}×1{0}^{-30}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及核外電子排布、雜化方式的判斷、空間構(gòu)型的判斷、晶胞的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，難點(diǎn)是晶胞的計(jì)算，靈活運(yùn)用公式是解本題關(guān)鍵，難度中等．