Question

15．儲(chǔ)氫材料的種類(lèi)很多，包括儲(chǔ)氫合金、配位氫化物、碳質(zhì)吸附材料等．
（1）TiFe合金是鈦系儲(chǔ)氫合金的代表，該合金具有放氫溫度低、價(jià)格適中等優(yōu)點(diǎn)．
①基態(tài)Fe原子的價(jià)電子排布式為3d⁶4s²．
②基態(tài)Ti原子含有7種不同能級(jí)的電子．
（2）NaH、MgH₂、AlH₃足良好的吸氫材料．Na、Mg、Al原子的第一電離能由小到大的順序?yàn)镸g＞Al＞Na（填元索符號(hào)）．
（3）配位氫化物NaAlH₄儲(chǔ)氫性能好，AlH₄^-的立體構(gòu)型是正四面體．
（4）鑭鎳合金是目前廣泛使用的儲(chǔ)氫材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖，Ni原子處于晶胞的面上和體心．
①該晶體的化學(xué)式為L(zhǎng)aNi₅；
②若該晶胞為立方體，合金的平均摩爾質(zhì)量為Mg•mol^-1，密度為ag•cm^-3，則兩個(gè)距離最近
 的La原子間的距離為$\root{3}{\frac{M}{a{N}_{A}}}$cm．（用含a、M的表達(dá)式表示）

Answer 1

分析 （1）①Fe是26號(hào)元素，價(jià)電子數(shù)為8，根據(jù)原子核外電子排布規(guī)律排布；
②Ti是22號(hào)元素，原子核外有spd等能級(jí)；
（2）同周期隨原子序數(shù)增大，第一電離能呈增大趨勢(shì)，元素原子各軌道為半滿、全滿、全空時(shí)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素的；
（3）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定空間構(gòu)型；
（4）①根據(jù)均攤法計(jì)算出晶胞中各原子的個(gè)數(shù)，再確定化學(xué)式；
②根據(jù)V=$\frac{m}{ρ}$計(jì)算出晶胞的體積，進(jìn)而計(jì)算出晶胞的邊長(zhǎng)，根據(jù)晶胞圖可知，兩個(gè)距離最近的La原子間的距離為晶胞的邊長(zhǎng)．

解答 解：（1）①Fe是26號(hào)元素，位于元素周期表中第四周期第ⅥB族，故Ti的基態(tài)原子價(jià)電子排布式為 3d⁶4s²，故答案為：3d⁶4s²；
②Ti是22號(hào)元素，原子核外有1s、2s、3s、4s、2p、3p、3d等7個(gè)能級(jí)，故答案為：7；
（2）同周期隨原子序數(shù)增大，第一電離能呈增大趨勢(shì)，Mg元素原子2s軌道為全滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素的，故第一電離能：Mg＞Al＞Na，
故答案為：Mg＞Al＞Na；
（3）AlH₄^-中Al原子價(jià)層電子對(duì)=4+$\frac{1}{2}$（3+1-4）=4，且沒(méi)有孤電子對(duì)，所以是正四面體結(jié)構(gòu)，故答案為：正四面體；
（4）①根據(jù)均攤法可知，晶胞中La原子的個(gè)數(shù)為$8×\frac{1}{8}$=1，Ni原子個(gè)數(shù)為$8×\frac{1}{2}+1$=5，所化學(xué)式為L(zhǎng)aNi₅，
故答案為：LaNi₅；
②根據(jù)V=$\frac{m}{ρ}$計(jì)算出晶胞的體積為$\frac{M}{a{N}_{A}}$cm³，所以晶胞的邊長(zhǎng)為$\root{3}{\frac{M}{a{N}_{A}}}$cm，根據(jù)晶胞圖可知，兩個(gè)距離最近的La原子間的距離為晶胞的邊長(zhǎng)，所以兩個(gè)距離最近的La原子間的距離為$\root{3}{\frac{M}{a{N}_{A}}}$cm，
故答案為：$\root{3}{\frac{M}{a{N}_{A}}}$cm．

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、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．