Question

I．氫能的存儲(chǔ)是氫能應(yīng)用的主要瓶頸，配位氫化物、富氫載體化合韌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⁺₄與PH⁺₄、CH₄、BH^-₄、ClO^—₄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⁺離子中，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        ；
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)如圖所示。

（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C1^—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⁺的半徑為以a pm，Cl^—的半徑為b pm，它們?cè)诰?br />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的式子袁示）
（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（1分）    9（2分） 
（2）cd（2分）   
（3）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Cu^2＋形成配位鍵（2分）
Ⅱ．（1）8（2分）     r（2分） 
（2）（2分） 
（3）26％ 或（2分）

試題分析：Ⅰ．（1）Ti原子核外有22個(gè)電子，其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，在基態(tài)Ti²⁺中，核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²，對(duì)應(yīng)能層分別別為K、L、M，其中能量最高的是最外層M層，該能層有s、p、d三個(gè)能級(jí)，s能級(jí)有1個(gè)軌道，p能級(jí)有3個(gè)軌道，d能級(jí)有5個(gè)軌道，所以共有9個(gè)原子軌道。
（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，故錯(cuò)誤。
b．等電子體是指具有相同電子數(shù)目和原子數(shù)目的分子或離子，NH₄⁺與PH₄⁺、CH₄、BH₄^-、ClO₄^—原子數(shù)目相同，電子數(shù)目不同，所以不能互為等電子體，故錯(cuò)誤。
c．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，故正確；
d．．[Cu（NH₃）₄]²⁺離子中，N原子提供孤電子對(duì)，所以N原子是配位原子，故正確。
所以選cd 。 
（3）N、F、H三種元素的電負(fù)性：F＞N＞H，所以NH₃中共用電子對(duì)偏向N，而在NF₃中，共用電子對(duì)偏向F，偏離N原子，故答案為：F的電負(fù)性比N大，N-F成鍵電子對(duì)向F偏移，導(dǎo)致NF₃中N原子核對(duì)其孤對(duì)電子的吸引能力增強(qiáng)，難以形成配位鍵，故NF₃不易與Cu²⁺形成配離子（或者N、F、H三種元素的電負(fù)性：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對(duì)電子難于與Cu²⁺形成配位鍵．）；
Ⅱ．（1）氯化鈉晶體中，，從圖中可以看出，鈉離子在體心和棱心位置，氯離子在頂點(diǎn)和面心位置，Na⁺與跟它次近鄰的C1^—（也就是圖中晶胞大立方體中的8個(gè)頂點(diǎn)小白圈 ）個(gè)數(shù)為8個(gè)，該Na⁺與跟它次近鄰的Cl^—之間的距離也就是邊長(zhǎng)為r的小立方體的體對(duì)角線，也就是r 。
（2）晶胞為面心立方，一個(gè)氯化鈉晶胞中有4個(gè)Na^＋和Cl^－，這個(gè)正方體的邊長(zhǎng)是2(a＋b)pm，體積是8(a＋b)³pm³，一個(gè)Na^＋體積是pm³，一個(gè)Cl^－體積是pm³，4個(gè)Na^＋和Cl^－體積是pm³，氯化鈉晶體中離子的空間利用率為×100%＝。
（3）由NaCl的晶胞圖可知，NaCl的晶胞為正立方體結(jié)構(gòu)，立方體的體心只有一個(gè)Na^＋，而其它的離子都處在立方體的面上，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21的立方，而其內(nèi)部的總原子數(shù)為19的立方（立方體相對(duì)的兩個(gè)面上各被剝?nèi)チ艘粚釉�子，所以整個(gè)邊長(zhǎng)相當(dāng)于是減少了2，所以是19），所以該氯化鈉顆粒中表面原子占總原子數(shù)的百分比為＝26％，另外列一種比較直觀明了的解法： 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)：=26%。