Question

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________，該能層具有的原子軌道數(shù)為______。

(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)時(shí)，NH₃的沸點(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G13­3所示：

圖G13­3

(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，則該Na^＋與跟它次近鄰的Cl^－的個(gè)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?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________________________________________________________________________

(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________________。

Answer 1

Ⅰ.(1)M　9　(2)cd

(3)N、F、H三種元素的電負(fù)性大小為F>N>H，在NF₃中，共用電子對(duì)偏向F原子，偏離N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%

[解析] Ⅰ.(1)鈦是22號(hào)元素，Ti^2＋的核外有20個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理知其核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²，占據(jù)最高能量的電子層為M層。該能層填充電子的軌道有3s、3p和3d共9個(gè)軌道。

(2)NH₃分子中N原子含有3個(gè)共用電子對(duì)和1個(gè)孤電子對(duì)，所以其價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4，N原子采用sp³雜化，a錯(cuò)誤；ClO與NH不是等電子體，b錯(cuò)誤；相同壓強(qiáng)時(shí)，氨氣分子中含有氫鍵，PH₃中不含氫鍵，所以NH₃的沸點(diǎn)比PH₃高，c正確；[Cu(NH₃)₄]^2＋中N原子提供孤電子對(duì)，所以N原子是配位原子，d正確。

Ⅱ.(1)與Na^＋次近鄰的Cl^－處于晶胞的體心位置，故次近鄰的Cl^－有8個(gè)。設(shè)二者之間的距離為x，則x²＝r²＋2r²，x＝r。

(2)1個(gè)晶胞中含有Na^＋、Cl^－都為4個(gè)，1個(gè)Na^＋和1個(gè)Cl^－的體積和為，而晶胞的體積為(2a＋2b)³，故體積的空間利用率為××100%。

(3)由于立方體中的總原子數(shù)為n³(n為棱上原子數(shù))，因此邊長(zhǎng)為氯化鈉晶胞邊長(zhǎng)的10倍的氯化鈉顆粒中總原子數(shù)為21³，而其內(nèi)部的總原子數(shù)為19³(相當(dāng)于將外面剝掉一層)，所以其表面的原子數(shù)為21³－19³。表面原子占總原子數(shù)的百分?jǐn)?shù)：×100%＝26%。