Question

【題目】新型儲氫材料是開發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Cl原子中，電子占據的最高電子層符號為__________，該電子層具有的原子軌道數為______.

②LiBH4由Li＋和BH構成，BH的立體構型是______，B原子的雜化軌道類型是_______.

③Li、B元素的電負性由小到大的順序為_______________________.

(2)金屬氫化物是具有良好發展前景的儲氫材料.

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	1 451	7 733	10 540	13 630

M是________族元素.

(3)NaH具有NaCl型晶體結構，已知NaH晶體的晶胞參數a＝488 pm，Na＋半徑為102 pm，H－的半徑為142pm，NaH的理論密度是________g·cm－3.(僅寫表達式,不計算)

Answer 1

【答案】M 9 正四面體 sp3 Li＜B ＜ ⅡA ÷(488×10－10 cm)3

【解析】

（1）①基態Cl原子的電子排布式為1s22s22p63s23p5，電子占據的最高電子層為第3層，符號為M，s軌道1個，p軌道3個，同時M層有3d軌道，d軌道有5個，合計9個。

②BH4-中，B的軌道雜化數目為4+(3+11×4)/2=4，B采取sp3雜化，為正四面體構型。

③一般而言，同周期越往右電負性越強，同主族越往上電負性越強，因而Li<B。

（2）①離子半徑判斷原則首先判斷電子層數，“層多徑大”，其次，當電子層數一樣，原子核核電荷數越大，半徑越小，因而，易知Li+和H-的電子層數一樣，但H的核電荷數較小，因而Li＋小于H－。

②第二電離能和第三電離能相差5倍多，說明從電離第3個電子時，其結構是穩定的，像稀有氣體的外層電子結構，因而最外層為2個電子，又M是短周期元素，最外層電子數等于主族序數，說明M是ⅡA族。

（3）NaH具有NaCl型晶體結構，說明晶胞內有4個Na+和4個H-，則晶胞內原子總質量m=g，V=a3=(488×10－10 cm)3，ρ=g÷(488×10－10 cm)3。