Question

【題目】目前，鋰電池已擴(kuò)展到鎳酸鋰、鈷酸鋰、硅碳負(fù)極、磷酸鐵鋰等電池體系。請(qǐng)回答下列問題：

（1）基態(tài)Ni原子的價(jià)電子排布式為________，與Ni同周期且基態(tài)原子核外的成單電子數(shù)與Ni相同的元素還有__________種。

（2）酞菁鈷分子的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示，中心離子為鈷離子，分子中氮原子的雜化類型為___。

（3）Li＋過度脫出易導(dǎo)致鋰電池結(jié)構(gòu)坍塌產(chǎn)生O2而爆炸。實(shí)驗(yàn)證實(shí)O2因具有單電子而成為順磁性分子。下列結(jié)構(gòu)式（黑點(diǎn)代表電子）中最有可能代表O2分子結(jié)構(gòu)的是__（填字母）。

A B C D

（4）如圖為SiO2晶胞中Si原子沿z軸方向在xy平面的投影圖（即俯視投影圖），其中O原子略去，Si原子旁標(biāo)注的數(shù)字表示每個(gè)Si原子位于z軸的高度，則SiA與SiB的距離是______。

（5）PCl5晶體的晶胞如圖所示，該晶體熔融時(shí)形成一種能導(dǎo)電的液體，實(shí)驗(yàn)測(cè)得其中含有一種正四面體陽離子和一種正八面體陰離子，且P—Cl鍵的鍵長只有198pm和206pm兩種，試用電離方程式解釋PCl5熔體能導(dǎo)電的原因____，正四面體形陽離子中鍵角大于PCl3的鍵角原因?yàn)?/span>_____。已知該晶體的晶胞邊長為apm，NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值，則該晶體的密度為__________g·cm－3。

Answer 1

【答案】 3 、 B 分子中P原子有一對(duì)孤對(duì)電子，中P沒有孤對(duì)電子，孤對(duì)電子對(duì)成鍵電子的排斥力大于成鍵電子對(duì)間的排斥力

【解析】

(1)Ni元素為28號(hào)元素，其核外電子排布為1s22s22p63s23p63d84s2，則其價(jià)電子排布式為3d84s2；Ni原子核外電子中單電子有2個(gè)，同周期單電子同樣2個(gè)的有3種元素，價(jià)電子排布分別為3d24s2、4s24p2、4s24p4，分別是Ti、Ge、Se，共3種；

(2)該分子中，N原子有形成3個(gè)σ鍵，含有1對(duì)孤對(duì)電子，有形成4個(gè)σ鍵，沒有孤對(duì)電子，這兩種N原子的雜化類型均為sp3；還有N原子形成2個(gè)σ鍵，含有1對(duì)孤對(duì)電子，這種N原子的雜化類型均為sp2；

(3)實(shí)驗(yàn)證實(shí)O2因具有單電子而成為順磁性分子。根據(jù)選項(xiàng)進(jìn)行分析，可知A、C、D中的O2分子的結(jié)構(gòu)式中，均沒有單電子存在，因此不符合事實(shí)事實(shí)；而B選中O2的結(jié)構(gòu)式中的化學(xué)鍵有3個(gè)電子，有單電子，因此B實(shí)驗(yàn)事實(shí)；

(4)根據(jù)圖可知其三維模型為(圖中黑球和白球均為硅原子，氧原子位于兩個(gè)硅原子之間，省略)，圖中ABCD四個(gè)Si原子形成正四面體結(jié)構(gòu)，且AB距離等于AC距離，AC距離在底面投影為底面面對(duì)角線的一半，則SiA與SiB的距離=。

(5))含有自由移動(dòng)離子的化合物能導(dǎo)電，PCl5是一種白色晶體，熔融時(shí)形成一種能導(dǎo)電的液體測(cè)得其中含有一種正四面體形陽離子和一種正八面體形陰離子，陽離子、陰離子分別為PCl4+、PCl6-，其電離方程式為2PCl5=PCl4++PCl6-；PCl3分子中P原子有一對(duì)孤電子對(duì)，PCl4+中P沒有孤電子對(duì)，孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子的排斥力大于成鍵電子對(duì)間的排斥力，所以正四面體形陽離子中鍵角大于PCl3的鍵角；該晶胞中PCl5個(gè)數(shù)=，晶胞體積=(a×10-10cm)3，晶胞密度g/cm3。