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)Ti²⁺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+3H₂?2NH₃，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．NH₄⁺與PH₄⁺、CH₄、BH₄^-、ClO₄^-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Cu²⁺形成配離子，其原因是

 

．
（4）用價(jià)層電子對(duì)互斥理論推斷SnBr₂分子中，Sn原子的軌道雜化方式為

 

，SnBr₂分子中Sn-Br的鍵角

 

120°（填“＞”“＜”或“=”）．
（5）NiO的晶體結(jié)構(gòu)與氯化鈉相同，在晶胞中鎳離子的配位數(shù)是

 

．已知晶胞的邊長(zhǎng)為a nm，NiO的摩爾質(zhì)量為b g?mol^-1，N_A為阿伏加德羅常數(shù)的值，則NiO晶體的密度為

 

g?cm^-3．

Answer 1

考點(diǎn)：原子軌道雜化方式及雜化類(lèi)型判斷,配合物的成鍵情況,晶胞的計(jì)算

專(zhuān)題：

分析：（1）寫(xiě)出Ti²⁺核外電子排布式，判斷其最高能層和該能層下的原子軌道數(shù)；
（2）a．根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定雜化方式；
b．等電子體為原子數(shù)相等和價(jià)電子數(shù)相等的原子團(tuán)；
c．分子間存在氫鍵的熔沸點(diǎn)高；
d．提供孤電子對(duì)的原子是配原子；
（3）根據(jù)配合物結(jié)構(gòu)判斷，Cu²⁺提供空軌道，NH₃和NF₃中中心原子N原子提供孤電子對(duì)，根據(jù)NH₃和NF₃中共用電子對(duì)的偏轉(zhuǎn)判斷；
（4）先判斷價(jià)層電子對(duì)數(shù)目判斷雜化類(lèi)型，中心原子的孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)有排斥作用進(jìn)而判斷分子中Sn-Br的鍵角；
（5）根據(jù)氯化鈉型晶胞判斷；根據(jù)晶胞的密度ρ=

m

v

計(jì)算．

解答： 解：（1）基態(tài)Ti²⁺價(jià)電子排布式為：3d²，最高能層為M層，該能層下含有1個(gè)3s軌道、3個(gè)3p軌道和5個(gè)3d軌道，共有9個(gè)原子軌道，
故答案為：M；9；
（2）a．NH₃分子中N原子含有3個(gè)共用電子對(duì)和一個(gè)孤電子對(duì)，所以其價(jià)層電子對(duì)是4，采用sp³雜化，故a錯(cuò)誤；
b．等電子體為原子數(shù)相等和價(jià)電子數(shù)相等的原子團(tuán)，NH⁺₄與PH⁺₄、CH₄、BH^-₄均含有5個(gè)原子團(tuán)，且價(jià)電子均為8，為等電子體，而ClO^-₄價(jià)電子數(shù)為32，不屬于等電子體，故b錯(cuò)誤；
c．分子間存在氫鍵的熔沸點(diǎn)高，相同壓強(qiáng)時(shí)，氨氣中含有氫鍵，PH₃中不含氫鍵，所以NH₃沸點(diǎn)比PH₃高，故c正確；
d．提供孤電子對(duì)的原子是配原子，[Cu（NH₃）₄]²⁺離子中，N原子提供孤對(duì)電子，N原子為配原子，故d正確；
故答案為：cd；
（3）根據(jù)配合物結(jié)構(gòu)判斷，Cu²⁺提供空軌道，NH₃和NF₃中中心原子N原子提供孤電子對(duì)，由于N、F、H三種元素的電負(fù)性為F＞N＞H，在NF₃中，共用電子對(duì)偏向F，偏離N原子，使得氮原子上的孤電子對(duì)難于與Cu²⁺形成配位鍵，
故答案為：N、F、H三種元素的電負(fù)性為F＞N＞H，在NF₃中，共用電子對(duì)偏向F，偏離N原子，使得氮原子上的孤電子對(duì)難于與Cu²⁺形成配位鍵；
（4）SnBr₂分子中Sn原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=2+

1

2

×（4-2×1）=3，所以Sn原子的軌道雜化方式為SP²雜化，且含有一個(gè)孤電子對(duì)，所以該分子為V形分子，孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)有排斥作用，所以其鍵角小于120°，
故答案為：SP²雜化；＜；
（5）與NaCl晶胞類(lèi)型一致，其配位數(shù)也為6；該晶胞的邊長(zhǎng)為a nm，則晶胞體積=a³ ×10^-21cm³，根據(jù)均攤法可知，在NiO晶胞中含鎳原子數(shù)為8×

1

8

+6×

1

2

=4，氧原子數(shù)為1+12×

1

4

=4，NiO的摩爾質(zhì)量為b g?mol^-1，所以晶胞的質(zhì)量為

4×b

NA

，所以晶胞的密度ρ=

m

v

=

4b

a3×10-21×NA

=

4b×1021

a3×NA

g?cm^-3，
故答案為：6；

4b×1021

a3×NA

；

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、雜化方式的判斷等知識(shí)點(diǎn)，注意[Cu（NH₃）₄]²⁺離子的中心原子是提供空軌道的原子，題目難度中等．晶體密度的計(jì)算解題時(shí)注意均攤法，運(yùn)用和基本計(jì)算公式的運(yùn)用．