Question

【題目】法國(guó)一家公司研發(fā)出一種比鋰電池成本更低、壽命更長(zhǎng)、充電速度更快的鈉離子電池，該電池的負(fù)極材料為Na2Co2TeO6(制備原料為Na2CO3、Co3O4和TeO2)，電解液為NaClO4的碳酸丙烯酯溶液。回答下列問(wèn)題:

(1)C、O、Cl三種元素電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?/span>________________________。

(2)基態(tài)Na原子中，核外電子占據(jù)的原子軌道總數(shù)為______，Te屬于元素周期表中______區(qū)元素，其基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為______________________。

(3)CO32-的空間構(gòu)型為___________________，碳酸丙烯酯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示,

其中碳原子的雜化軌道類(lèi)型為____________,1mol碳酸丙烯酯中σ鍵的數(shù)目為_________________。

(4)Na和O形成的離子化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,晶胞中O的配位數(shù)為____________，該晶胞的密度為ρg/cm3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則Na與O之間的最短距離為____________cm(用含有ρ、NA的代數(shù)式表示)。

Answer 1

【答案】O>Cl>C （或OClC） 6 p 5s25p4 平面三角形 sp2、sp3 13NA(或13×6.02×1023) 8

【解析】

(1)元素的非金屬性越強(qiáng)其電負(fù)性越大，O、Cl、C的非金屬性大小順序是O＞Cl＞C，所以其電負(fù)性大小順序是O＞Cl＞C；

(2)Na元素的原子序數(shù)為11，基態(tài)原子的電子排布式為：1s22s22p63s1，每個(gè)能級(jí)字母前的數(shù)字表示電子層數(shù)，所以該元素含有3個(gè)電子層，各能級(jí)包含的原子軌道數(shù)按s、p、d、f的順序依次為1、3、5、7，該元素含有s、p能級(jí)，1+1+3+1=6個(gè)軌道；Te原子為52號(hào)元素，位于周期表第五周期、第VIA族，價(jià)電子排布式為5s25p4，屬于p區(qū)；
(3)CO32-中碳原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+(4+2-3×2)=3，且不含孤電子對(duì)，所以C原子采用sp2雜化，空間構(gòu)型為平面三角形；碳酸丙烯酯中碳原子為單鍵和雙鍵，單鍵形成4個(gè)σ鍵，沒(méi)有孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為4，為sp3雜化，雙鍵形成3個(gè)σ鍵，沒(méi)有孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為3，sp2雜化，所以碳原子的雜化軌道類(lèi)型為sp2、sp3，σ鍵的總數(shù)目為13，即13NA(或13×6.02×1023)；
(4)氧離子半徑大于鈉離子半徑，所以白色球?yàn)?/span>O，晶胞中白色球數(shù)目為8×+6×=4，黑色球?yàn)?/span>Na，共8個(gè)，由晶胞對(duì)稱性可知O的配位數(shù)為8；根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知Na周?chē)�距離最近的4個(gè)O形成正四面體，頂點(diǎn)O與正四面體體心的Na連線處于晶胞體對(duì)角線上，Na與O之間的最短距離為體對(duì)角線的，晶胞體積=，晶胞邊長(zhǎng)=cm，則Na與O之間的最短距離為cm。