Question

13．開發(fā)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(yīng)制得．
①基態(tài)原子Ti有7種能量不同的電子，基態(tài)Ti³⁺的未成對電子有1個．
②LiBH₄由Li⁺和BH₄^-構(gòu)成，BH₄^-的立體構(gòu)型是sp³雜化，LiBH₄中不存在的作用力
有c（填字母）．a(chǎn)．離子鍵　　b．共價鍵　　c．金屬鍵　　d．配位鍵
③Li、B、H元素的電負(fù)性由大到小排列順序為H＞B＞Li．
（2）金屬氫化物是具有良好發(fā)展前景的儲氫材料．
①LiH中，離子半徑Li⁺＜H^-（填“＞”、“=”或“＜”）．
②某儲氫材料是短周期金屬元素M的氫化物．M的部分電離能如下表所示：

	I1	I2	I3	I4	I5
I/kJ•mol-1	738	1 451	7 733	10 540	13 630

M是Mg（填元素符號）．
（3）氨硼烷（NH₃BH₃）與鑭鎳合金（LaNi_x）都是優(yōu)良的儲氫材料．
①H₃BNH₃的等電子體的化學(xué)式為C₂H₆．
②鑭鎳合金的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示（只有1個原子位于晶胞內(nèi)部），則x=5．氨硼烷在高溫下釋放氫后生成的立方氮化硼晶體，具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，硬度略小于金剛石．則在下列各項中，立方氮化硼晶體不可用作c（填字母）．
a．耐磨材料　    b．切削工具　   c．導(dǎo)電材料　    d．鉆探鉆頭．

Answer 1

分析 （1）①Ti為22號元素，核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，失去4s能級2個電子、3d能級1個電子形成Ti³⁺；
②計算B原子孤電子對數(shù)、價層電子對確定空間構(gòu)型；LiBH₄中，Li⁺和BH₄^-形成離子鍵，BH₄^-中B原子與H原子之間形成4個共價鍵，由于B原子最外層有3個電子，故還有1個配位鍵；
③BH₄^-中H表現(xiàn)-1價，H元素對鍵合電子吸引力更大，同周期自左而右電負(fù)性增大；
（2）①電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，其離子半徑隨著核電荷數(shù)的增大而減小；
②M元素的第三電離能劇增，則該元素原子最外層有2個電子，由于存在第五電離能，故其核外電子數(shù)大于4，故M為Mg；
（3）①原子數(shù)目相等、價電子總數(shù)也相等的微�；�為等電子體，B與N原子相當(dāng)于2個C原子；
②根據(jù)均攤法計算晶胞中La、Ni原子數(shù)目，可以確定x的值；氨硼烷在高溫下釋放氫后生成的立方氮化硼晶體，具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，硬度略小于金剛石，立方氮化硼晶體屬于原子晶體．

解答 解：（1）①Ti為22號元素，核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，核外有7種能量不同的電子，失去4s能級2個電子、3d能級1個電子形成Ti³⁺，基態(tài)Ti³⁺的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹，3d能級電子為單電子，
故答案為：7；1；
②BH₄^-中B原子價層電子數(shù)=4+$\frac{3+1-1×4}{2}$=4，且不含孤電子對，為正四面體結(jié)構(gòu)，LiBH₄中，Li⁺和BH₄^-形成離子鍵，BH₄^-中B原子與H原子之間形成4個共價鍵，由于B原子最外層有3個電子，故還有1個配位鍵，不含金屬鍵，
故答案為：正四面體；c；
③BH₄^-中H表現(xiàn)-1價，H元素對鍵合電子吸引力更大，同周期自左而右電負(fù)性增大，故電負(fù)性：H＞B＞Li，
故答案為：H＞B＞Li；
（2）①Li⁺和H^-的電子層結(jié)構(gòu)相同，鋰元素的核電荷數(shù)大于氫元素，所以離子半徑Li⁺＜H^-，
故答案為：＜；
②M元素的第三電離能劇增，則該元素原子最外層有2個電子，由于存在第五電離能，故其核外電子數(shù)大于4，故M為Mg，
故答案為：Mg；
（3）①原子數(shù)目相等、價電子總數(shù)也相等的微粒互為等電子體，B與N原子相當(dāng)于2個C原子，H₃BNH₃的等電子體的化學(xué)式為：C₂H₆，
故答案為：C₂H₆；
②晶胞中La原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$=、Ni原子數(shù)目為1+8×$\frac{1}{2}$=5，則LaNi_x中x=5；氨硼烷在高溫下釋放氫后生成的立方氮化硼晶體，具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，硬度略小于金剛石，立方氮化硼晶體屬于原子晶體，不能用作導(dǎo)電材料，
故答案為：5；c．

點(diǎn)評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及核外電子排布、空間結(jié)構(gòu)判斷、微粒半徑比較、電離能、電負(fù)性、晶胞計算、晶體類型與性質(zhì)等，注意理解電離能與原子結(jié)構(gòu)、化合價關(guān)系，注意根據(jù)BH₄^-電荷判斷元素表現(xiàn)的化合價，進(jìn)而判斷H、B的電負(fù)性．