Question

【題目】新型儲(chǔ)氫材料是開發(fā)利用氫能的重要研究方向。

（1）元素N的價(jià)電子數(shù)排布式為3d24s2，其氯化物NCl4和LiBH4反應(yīng)可制得儲(chǔ)氫材料N(BH4)3。

①元素N在周期表中的位置為__，該原子具有__種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子。

②化合物LiBH4中含有的化學(xué)鍵有__，BH4-的立體構(gòu)型是_，B原子的雜化軌道類型是__，B原子軌道表達(dá)式為__。

（2）金屬氫化物是具有良好發(fā)展前景的儲(chǔ)氫材料。

①LiH中，離子半徑：Li＋__H－(填“＞”“＝”或“＜”)。

②某儲(chǔ)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：M的最高正價(jià)是__。

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

（3）NaH具有NaCl型晶體結(jié)構(gòu)，Na＋的配位數(shù)為__，晶體的堆積方式為__，已知NaH晶體的晶胞參數(shù)a=488pm，Na＋半徑為102pm，H－的半徑為pm，NaH的理論密度是__g·cm-3。(僅寫表達(dá)式，不計(jì)算)

Answer 1

【答案】第四周期第ⅡB族 22 離子鍵、共價(jià)鍵、配位鍵 正四面體 sp3 ＜ +2 6 六方最密堆積 g÷(488×10－10cm)3

【解析】

（1）①元素N的價(jià)電子數(shù)排布式為3d24s2，是鈦元素，原子序數(shù)是22，元素N在周期表中的位置為第四周期第ⅡB族，Ti原子核外有22個(gè)電子，所以有22種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子。

故答案為：第四周期第ⅡB族；22；

②化合物LiBH4中，Li+和BH4-間形成離子鍵，B與H間形成共價(jià)鍵，其中有一個(gè)共價(jià)鍵是配位鍵，LiBH4中含有的化學(xué)鍵有離子鍵、共價(jià)鍵、配位鍵；

BH4－中B原子價(jià)層電子數(shù)=4+=4，所以為sp3雜化，且不含孤電子對(duì)，是正四面體構(gòu)型，B原子軌道表達(dá)式為。

故答案為：離子鍵、共價(jià)鍵、配位鍵；正四面體；sp3 ；；

（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，最高正價(jià)為+2，故答案為：+2；

（3）NaH具有NaCl型晶體結(jié)構(gòu)，與Na＋最近的Cl-位于Na＋的上下、前后、左右，Na＋的配位數(shù)為6，晶體的堆積方式為六方最密堆積，NaH具有NaCl型晶體結(jié)構(gòu)，NaH晶體的晶胞參數(shù)a=488pm（棱長(zhǎng)），Na＋半徑為102pm，H－的半徑為=142pm，該晶胞中鈉離子個(gè)數(shù)=8× +6×=4，氫離子個(gè)數(shù)=12×+1=4，NaH的理論密度是ρ= ==g÷(488×10－10cm)3= g·cm-3=g·cm-3；故答案為：6；六方最密堆積；g÷(488×10－10cm)3。