Question

【題目】氫化鋁鈉（NaAlH4）是一種新型輕質儲氫材料，摻入少量Ti的NaAlH4在150℃時釋氫，在170℃、15. 2MPa條件下又重復吸氫。NaAlH4可由AlCl3和NaH在適當條件下合成。NaAlH4的晶胞結構如圖所示。

（1）基態Ti原子的價電子軌道排布圖為___________。

（2）NaH的熔點為800℃，不溶于有機溶劑。NaH屬于_____晶體，其電子式為____________。

（3）AlCl3在178℃時升華，其蒸氣的相對分子質量約為267，蒸氣分子的結構式為______________ （標明配位鍵）

（4）AlH4－中，Al的軌道雜化方式為_______；例舉與AlH4－空間構型相同的兩種離子_________（填化學式）。

（5）NaAlH4晶體中，與Na+緊鄰且等距的AlH4－有______個；NaAlH4晶體的密度為______________g·cm－3（用含a的代數式表示）。

Answer 1

【答案】 離子 sp3 NH4+、BH4（或“SO42” “PO43” 等其他合理答案） 8 （或“ ”）

【解析】

（1）Ti原子核外電子數為22，價電子排布式為3d24s2，價電子排布圖為；

（2）NaH的熔點為800℃，不溶于有機溶劑，應屬于離子晶體，由鈉離子與氫負離子構成，電子式為；

（3）氯化鋁在178℃時升華，熔沸點較低，屬于分子晶體，蒸氣的相對分子質量約為267，蒸氣分子的分子式為Al2Cl6，鋁原子最外層電子只有3個電子，形成3個共價鍵，每個鋁原子和四個氯原子形成共價鍵，且其中一個共用電子對是氯原子提供形成的配位鍵，結構式如圖；

（4）AlH4-中Al的軌道雜化數目為4+=4，Al采取sp3雜化，為正四面體構型，與AlH4-空間構型相同的兩種離子為NH4+、SO42-等；

（5）根據均攤法可知，晶胞中AlH4-數目為1+8×+4×=4，Na+數目為6×+4×=4，則二者配位數為1：1，以體心的AlH4-研究，與之緊鄰且等距的Na+位于晶胞棱之間、晶胞中上面立方體左右側面面心、晶胞中下面立方體前后面的面心，與AlH4-緊鄰且等距的Na+有8個，則與Na+緊鄰且等距的AlH4-有8個；晶胞質量為4×g，晶胞密度為=gcm-3。