Question

（1）鎂、銅等金屬離子是人體內多種酶的輔因子．工業(yè)上從海水中提取鎂時，先制備無水氯化鎂，然后將其熔融電解，得到金屬鎂．
①以MgCl₂為原料用熔融鹽電解法制備鎂時，常加入NaCl、KCl或CaCl₂等金屬氯化物，其主要作用除了降低熔點之外還有

 

．
②已知MgO的晶體結構屬于NaCl型，MgO晶胞中Mg和O的配位數(shù)分別為

 

、

 

；某同學畫出的MgO晶胞結構示意圖如圖1所示，請指出圖中錯誤

 

．
③Mg是第三周期元素，該周期部分元素氟化物的熔點見下表：解釋表中氟化物熔點差異的原因：

 

．

氟化物	NaF	MgF2	SiF4
熔點/K	1266	1534	183

（2）鋁單質的晶胞結構如圖2甲所示，原子之間相對位置關系的平面圖如圖丙所示．若已知鋁原子半徑為d，N_A表示阿伏加德羅常數(shù)，摩爾質量為M，則該晶體的密度可表示為

 

；據(jù)上圖計算，鋁原子采取的面心立方堆積的空間利用率為

 

．

（3）氫能被視作連接化石能源和可再生能源的重要橋梁；氫的規(guī)模化儲運是氫能應用的關鍵．氨硼烷化合物（NH₃BH₃）是最近密切關注的一種新型化學氫化物儲氫材料．請畫出含有配位鍵（用“→”表示）的氨硼烷的結構式

 

；與氨硼烷互為等電子體的有機小分子是

 

（寫結構簡式）．

Answer 1

考點：晶胞的計算,“等電子原理”的應用,晶體的類型與物質熔點、硬度、導電性等的關系

專題：化學鍵與晶體結構

分析：（1）①熔融物的導電性與離子濃度有關；
②根據(jù)氯化鈉的晶胞結構判斷配位數(shù)，根據(jù)氯化鈉的晶胞結構可知，氧化鎂中鎂原子和鎂原子處于小正方形的對角線上；
③氟化物的熔點與晶體類型，離子晶體的熔點較高，分子晶體的熔點較低；
（2）根據(jù)ρ=

m

V

計算密度，根據(jù)金屬晶體的堆積方式，利用原子的總體積與晶胞總體積的比值計算空間利用率；
（3）根據(jù)氮原子提供一對共用電子對給硼原子形成配位鍵；根據(jù)等電子體具有相同的電子數(shù)目和原子數(shù)目來分析；

解答： 解：（1）①離子濃度越大其熔融鹽的導電性越強，所以以MgCl₂為原料用熔融鹽電解法制備Mg時，常加入NaCl、KCl、或CaCl₂等金屬氯化物，其主要作用除了降低熔點之外還有：增大離子濃度，從而增大熔融鹽的導電性，故答案為：增大離子濃度，從而增大熔融鹽的導電性；
②根據(jù)氯化鈉的晶胞結構可知，氯離子和鈉離子的配位數(shù)都是6，所以在MgO晶胞中Mg和O的配位數(shù)也都是6，根據(jù)氯化鈉的晶胞結構知，氧化鎂中鎂原子和鎂原子處于小正方形的對角線上，根據(jù)圖象知，⑧應該為黑色，
故答案為：6；6；⑧應為黑色；
③離子晶體的熔點較高，分子晶體的熔點較低，NaF與MgF₂為離子晶體，SiF₄為分子晶體，所以NaF與MgF₂遠比SiF₄熔點要高，又因為Mg²⁺的半徑小于Na⁺的半徑，所以MgF₂的離子鍵強度大于NaF的離子鍵強度，故MaF₂的熔點大于NaF，故答案為：NaF與MgF₂為離子晶體，SiF₄為分子晶體，所以NaF與MgF₂比SiF₄熔點要高，又因為Mg²⁺的半徑小于Na⁺的半徑，所以MgF₂的離子鍵強度大于NaF的離子鍵強度，故MgF₂的熔點大于NaF；
（2）鋁原子半徑為d，由圖丙可知，正方形對角線長度為4d，立方體的棱長為

2

2

×4d=2

2

d，晶胞體積為（2

2

d ）³=16

2

d³ ，晶胞中含有原子數(shù)目=8×

1

8

+6×

1

2

=4，Al相對原子質量為M，故晶胞的質量=4×

M

NA

g，故晶體的密度=

4M NA

16 2 d3

=

M

4 2 d3?NA

；根據(jù)晶胞圖可知，晶體為面心立方最密堆積，則晶胞中原子空間利用率為

4× 4 3 πd3

16 2 d3

=74%，
故答案為：

M

4 2 d3?NA

；74%；
（3）氮原子提供一對共用電子對給硼原子形成配位鍵，氨硼烷的結構式為；等電子體具有相同的電子數(shù)目和原子數(shù)目，與氨硼烷互為等電子體的有機小分子是CH₃CH₃，故答案為：； CH₃CH₃；

點評：本題主要考查了離子晶體、金屬晶體、分子晶體的結構特點及性質，綜合性較強，有一定的難度，解題時要注意晶體結構的有關知識的靈活運用．