Question

【題目】固體電解質(zhì)有廣泛的用途。研究發(fā)現(xiàn)，晶體中有特殊結(jié)構(gòu)為離子如提供快速遷移的寬敞通道或者有“點(diǎn)缺陷”，都能使其具有導(dǎo)電潛力。比如：圖所示的鋰超離子導(dǎo)體和圖所示的有“點(diǎn)缺陷”的NaCl。

根據(jù)所學(xué)知識(shí)回答下列問(wèn)題：

（1）在變化“Cl+e-→Cl-”過(guò)程中，所得電子填充在基態(tài)Cl的________能級(jí)，此過(guò)程會(huì)_______填“吸收”或“釋放”能量。

（2）中B的雜化形式為__________，其等電子體為：___________任寫(xiě)一種。與其VSEPR模型相同，且有1對(duì)孤電子對(duì)的相對(duì)分子質(zhì)量最小的分子是____________。

（3）圖所示晶胞中位于__________位置；若將晶體中形成寬敞通道的換成，導(dǎo)電能力會(huì)明顯降低，原因是_____________。

（4）圖中，若缺陷處填充了，則它____________填“是”或“不是”的晶胞，在NaCl晶體中，填充在堆積而成的___________面體空隙中。

Answer 1

【答案】 釋放 棱心 陰離子體積變小，為提供的快速遷移通道變窄，致其難以遷移 不是 八

【解析】

根據(jù)晶胞的圖形，可用均攤法進(jìn)行計(jì)算，結(jié)合題給化學(xué)式、原子團(tuán)，可判斷各小球代表的粒子；圖(a)晶體中因大體積陰離子BF4-而具有了為離子如提供快速遷移的寬敞通道，圖(b)晶體具有為離子如提供快速遷移的 “點(diǎn)缺陷”，兩者都具有導(dǎo)電潛力。在此認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上，運(yùn)用物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)知識(shí)可解各小題。

(1)氯元素核電荷數(shù)為17，Cl的價(jià)電子排布式為3s23p5， Cl+e-→Cl-，得到穩(wěn)定的Cl-，釋放能量，因此所得電子填充在基態(tài)的3p能級(jí)，此過(guò)程會(huì)釋放能量。本題正確答案為：3p；釋放；

(2)BF4-中B成鍵電子對(duì)數(shù)為4，雜化形式為sp3；等電子體具有相同的價(jià)電子數(shù)和原子數(shù)，BF4-價(jià)電子數(shù)為32，原子數(shù)為5，其等電子體可以為CCl4。BF4-的VSEPR模型為四面體，具有四面體空間構(gòu)型，且有l對(duì)孤電子對(duì)的分子成鍵電子對(duì)數(shù)為4-1=3，相對(duì)分子質(zhì)量最小的分子是NH3。答案為：sp3；CCl4 ；NH3

(3)一個(gè)Li3SBF4晶胞中含有3個(gè)Li+，所以Li+位于棱心位置(12×=3)；若將晶體中BF4-換成F-，導(dǎo)電能力會(huì)明顯降低，原因是陰離子體積變小，為Li+提供的快速遷移通道變窄，致其難以遷移。答案為：棱心 ；陰離子體積變小，為Li+提供的快速遷移通道變窄，致其難以遷移；

(4)在氯化鈉晶體中Na+最近的Cl-是的上下左右前后六個(gè)頂點(diǎn)依次相連便是八面體，圖(6)中，若缺陷處填充了Na+，它并不是NaCl的完整晶胞；在NaCl晶體中，Na+填充在Cl-堆積而成的八面體空隙中。答案為：不是；八。