Question

5．NaAlH₄晶體中（晶胞結(jié)構(gòu)如圖），與陰離子AlH₄^-空間構(gòu)型相同的兩種離子NH₄⁺、BH₄^-、NH₄⁺、SO₄^2-等（填化學(xué)式），與Na⁺緊鄰且等距的AlH₄^-有8個；若NaAlH₄晶胞底心處的Na⁺被Li⁺取代，得到的晶體為Na₃Li[AlH₄]₄（填化學(xué)式）．

Answer 1

分析 AlH₄^-中，Al的軌道雜化數(shù)目為4+$\frac{3+1-1×4}{2}$=4，Al采取sp³雜化，為正四面體構(gòu)型，據(jù)此可確定與陰離子AlH₄^-空間構(gòu)型相同的兩種離子，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(cè)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，根據(jù)均攤法可知，晶胞中AlH₄^-數(shù)目為1+8×$\frac{1}{8}$+4×$\frac{1}{2}$=4，Na⁺數(shù)目為6×$\frac{1}{2}$+4×$\frac{1}{4}$=4，則二者配位數(shù)相等，若NaAlH₄晶胞底心處的Na⁺被Li⁺取代，可知晶胞中Li⁺為1，再計算Na⁺數(shù)目，而晶胞中AlH₄^-數(shù)目不變，可得化學(xué)式；

解答 解：AlH₄^-中Al的軌道雜化數(shù)目為4+$\frac{3+1-1×4}{2}$=4，Al采取sp³雜化，為正四面體構(gòu)型，與AlH₄^-空間構(gòu)型相同的兩種離子為NH₄⁺、BH₄^-、NH₄⁺、SO₄^2-等，根據(jù)均攤法可知，晶胞中AlH₄^-數(shù)目為1+8×$\frac{1}{8}$+4×$\frac{1}{2}$=4，Na⁺數(shù)目為6×$\frac{1}{2}$+4×$\frac{1}{4}$=4，則二者配位數(shù)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(cè)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，若NaAlH₄晶胞底心處的Na⁺被Li⁺取代，可知晶胞中Li⁺為1，Na⁺數(shù)目為3，而晶胞中AlH₄^-數(shù)目不變，可得化學(xué)式Na₃Li[AlH₄]₄，
故答案為：NH₄⁺、BH₄^-、NH₄⁺、SO₄^2-等；8；Na₃Li[AlH₄]₄；

點評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及雜化方式與空間構(gòu)型、晶胞結(jié)構(gòu)與計算等，側(cè)重考查學(xué)生對知識的遷移應(yīng)用，難度中等．