Question

10．新型儲氫材料是開發(fā)利用氫能的重要研究方向．
（1）Ti（BH₄）₃是一種儲氫材料，可由TiCl₄和LiBH₄反應制得．
①基態(tài)Cl原子中，價電子的電子排布式3s²3p⁵，價電子所在電子層的軌道數(shù)9．
②LiBH₄由Li⁺和BH₄^-構(gòu)成，BH₄^-的空間構(gòu)型是正四面體，B原子的雜化軌道類型是sp³．
③Li、B元素的第一電離能由大到小排列順序為B＞Li．
（2）金屬氫化物是具有良好發(fā)展前景的儲氫材料．
①LiH中，離子半徑：Li⁺＜H^-（填“＞”、“=”或“＜”）．
②某儲氫材料是短周期金屬元素M的氫化物．M的部分電離能如下表所示：

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）．
（3）NaH具有NaCl型晶體結(jié)構(gòu)，已知NaH晶體的晶胞邊長a=480pm，Na⁺半徑為104pm，H^-的半徑為136pm，NaH的理論密度是$\frac{96}{（4.8×1{0}^{-8}）^{3}{N}_{A}}$g•cm^-3．（用N_A表示）

Answer 1

分析 （1）①Cl原子核外有17個電子，其3s、3p能級電子為其價電子；M層有1個3s、3個3p、5個3d軌道；
②根據(jù)價層電子對互斥理論確定離子空間構(gòu)型、B原子的雜化軌道類型；
③同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素；
（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^-的間距為棱長的一半，其密度=$\frac{m}{V}$．

解答 解：（1）①Cl原子核外有17個電子，其3s、3p能級電子為其價電子，則其價電子排布式為3s²3p⁵，該能層有1個s軌道、3個p軌道、5個d軌道，共有9 個原子軌道，
故答案為：3s²3p⁵；9；
②LiBH₄由Li⁺和BH₄^-構(gòu)成，BH₄^-中B原子價層電子對個數(shù)是4且不含孤電子對，所以空間構(gòu)型是正四面體，B原子的雜化軌道類型是sp³，故答案為：正四面體；sp³；
③同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，所以第一電離能B＞Li，故答案為：B＞Li；
（2）①電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，離子半徑隨著原子序數(shù)增大而減小，所以離子半徑：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=480pm（棱長），Na⁺半徑為104pm，H^-的半徑為$\frac{480-104×2}{2}$=136pm，該晶胞中鈉離子個數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，氫離子個數(shù)=12×$\frac{1}{4}$+1=4，NaH的理論密度是ρ=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{V}$=$\frac{24×4}{（480×1{0}^{-10}）^{3}{N}_{A}}$g•cm^-3=$\frac{96}{（4.8×1{0}^{-8}）^{3}{N}_{A}}$g•cm^-3，
故答案為：136；$\frac{96}{（4.8×1{0}^{-8}）^{3}{N}_{A}}$．

點評 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，為高頻考點，涉及晶胞計算、原子雜化方式判斷、微粒空間構(gòu)型判斷等知識點，側(cè)重考查學生分析判斷及計算能力，難點是晶胞計算，需要學生具有豐富的空間想象能力．