Question

開發新型儲氫材料是氫能利用的重要研究方向．
（1）Ti（BH₄）₃是一種儲氫材料，可由TiCl₄和LiBH₄反應制得．
①Ti的基態原子有

 

種能量不同的電子．
②LiBH₄由Li⁺和BH₄^-構成，BH₄^-的空間構型是

 

，LiBH₄中不存在的作用力有

 

（填代號）．
a．離子鍵    b．共價鍵    c．金屬鍵    d．配位鍵
（2）材料LiBH₄中Li、B、H元素的電負性由大到小排列為

 

．
（3）MgH₂是金屬氫化物儲氫材料，其晶胞結構如右圖所示． 已知該晶體的密度a g?cm^-3，則該晶胞的體積為

 

 cm³[用a、N_A表示（N_A為阿伏加德羅常數的值）]．
（4）一種具有儲氫功能的銅合金晶體具有立方最密堆積的結構，晶胞中Cu原子處于面心，Au原子處于頂點位置，氫原子可進入到由Cu原子與Au原子構成的四面體空隙中．若將Cu原子與Au原子等同看待，該晶體儲氫后的晶胞結構為CaF₂的結構相似，該晶體儲氫后的化學式為

 

．

Answer 1

考點：晶胞的計算,原子核外電子排布,元素電離能、電負性的含義及應用,判斷簡單分子或離子的構型

專題：化學鍵與晶體結構

分析：（1）①該原子中電子填充幾種能級就有幾種不同能量的電子；
②根據價層電子對互斥理論確定離子空間構型，陰陽離子之間存在離子鍵，非金屬元素之間存在共價鍵，含有孤電子對的原子和含有空軌道的原子之間存在配位鍵；
（2）元素的非金屬性越強，其電負性越大；
（3）先根據均攤法確定該晶胞中含有的各種原子個數，從而得出其質量，再根據V=

m

ρ

計算體積；
（4）CaF₂的結構如圖，利用均攤法計算．

解答： 解：（1）①Ti的基態原子核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²2p⁶3d²4s²，電子填充了7種能級，所以有7種不同能量的電子，故答案為：7；
②BH₄^-中B原子價層電子數=4+

1

2

（3+1-4×1）=4，且不含孤電子對，所以是正四面體構型，Li⁺和BH^-₄之間存在離子鍵，硼原子和氫原子之間存在共價鍵、配位鍵，所以該化合物中不含金屬鍵，故選c，
故答案為：正四面體；c；   
（2）非金屬的非金屬性越強其電負性越大，非金屬性最強的是H元素，其次是B元素，最小的是Li元素，所以Li、B、H元素的電負性由大到小排列順序為H＞B＞Li，
故答案為：H＞B＞Li；
（3）該晶胞中鎂原子個數=

1

8

×8+1=2，氫原子個數=4×

1

2

+2=4，V=

m

ρ

=

24×2+1×4 NA

a

cm³=

52

aNA

cm³，故答案為：

52

aNA

；
（4）CaF₂的結構如圖，根據題意知，該晶胞中銅原子個數=6×

1

2

=3，金原子個數=8×

1

8

=1，氫原子可進入到由Cu原子與Au原子構成的四面體空隙中，則H原子應位于晶胞內部，氫原子相當于該晶胞中的F離子，所以該晶胞中應含有8個H，所以其化學式為Cu₃AuH₈，故答案為：Cu₃AuH₈．

點評：本題考查物質結構和性質，涉及核外電子排布、雜化方式的判斷、空間構型的判斷、晶胞的計算等知識點，難點是晶胞的計算，靈活運用公式是解本題關鍵，難度中等．