Question

【題目】近日，由浙江大學饒燦教授課題組發現的一種新礦物LiAl5O8，被國際礦物學協會命名為“竺可楨石”，英文名為Chukochenite。回答下列問題：

（1）基態Li＋核外電子的電子云輪廓圖為___________。

（2）第二電離能：I2（Mg）___________I2（Al）（填“>”“<”或“＝”）。

（3）已知：O2－、F－的半徑依次為140 pm、136 pm，Li2O、LiF的熔點依次為1840K、1121K。Li2O的熔點高于LiF的主要原因是____________。

（4）LiAlH4是重要供氫劑和還原劑，工業上利用AlC3和LiH在特殊條件下合成LiAlH4。

①氯化鋁蒸氣中存在Al2Cl6分子且每個原子價層都達到8電子結構，畫出Al2Cl6的結構式___________。（要注明配位鍵和普通共價鍵），鋁的雜化類型是___________。

②AlH的空間結構是_____________。

（5）某鋰鈷復合氧化物晶胞如圖1所示。該化合物的化學式為_______________。Co3＋和NH3形成配離子[Co（NH3）6]3＋，游離態NH3中鍵角∠HNH___________（填“大于”“小于”或“等于”）[Co（NH3）6]3＋中鍵角∠HNH。

（6）以晶胞參數為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分數坐標。LiCl·3H2O屬于正交晶系（長方體形）。品胞參數為0.75 nm、1.0 nm、0.56 nm。如圖2為沿z軸投影的晶胞中所有氯原子的分布圖和原子分數坐標。

①據此推斷該晶胞中氯原子數目為___________。LiCl·3H2O的摩爾質量為M g·mol－1，晶胞密度為d g·cm－3，則阿伏加德羅常數NA為___________mol－1（列出計算表達式）。

②圖2中A、B兩原子核間距離為___________nm（只列計算式）。

Answer 1

【答案】球形 ＜ O2-的電荷數是F-的2倍 sp3 正四面體 LiCoO2 小于 4

【解析】

根據原子失去一個電子之后的電子排布分析第二電離能的大小；根據陰離子半徑和電荷數判斷離子晶體的熔沸點高低；根據價層電子對互斥理論判斷離子的空間構型；根據均攤法計算晶胞中各原子的個數，通過晶胞體積和晶胞質量計算阿伏伽德羅常數。

(1)基態Li+的電子排布式為1s2，電子云呈球形；

(2) Al+、Mg+的電子排布式分別為3s2、3s1，全充滿結構比半充滿穩定，鋁的核電荷數多，故鎂的第二電離能小于鋁；

(3)氧化鋰、氟化鋰都是離子晶體，陰離子半徑相差較小，氧化鋰中氧離子所帶電荷數是氟離子二倍，故氧化鋰中離子鍵比氟化鋰強，氧化鋰熔點高于氟化鋰；

(4)①Al2Cl6分子中存在2個配位鍵，結構簡式如圖所示，其中Al形成4個單鍵，采用sp3雜化；

②中鋁原子價層有4個電子對，空間結構為正四面體；

(5)觀察圖1可知，Li原子數為=9，Co原子數為=9，O原子數為=18，故該化合物中Li、Co、O個數之比為1∶1∶2，該化合物的化學式為LiCoO2；[Co(NH3)6]3+中NH3的N原子價層孤電子對與鈷離子形成配位鍵，孤電子對對成鍵電子對排斥力減小，故鍵角較大；

(6)①觀察圖2知，yz面上有4個氯原子，體內有2個氯原子，所以1個該品胞含4個氯原子。1cm =107nm，由密度公式知，NA=mol-1；

②觀察A、B原子坐標參數，它們在x軸參數都是0.5，相當于A、B原子在yz面上。可以建立直角三角形，AB距離是這個三角形的斜邊。根據三角形勾股定理可知，AB=nm。