Question

6．氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈，开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向．
（1）Ti（BH₄）₃是一种过渡元素硼氢化物储氢材料．
①基态Ti³⁺中含有的电子数为19，电子占据的最高能级是3d，该能级具有的原子轨道数为5；
②BH^-₄中B的杂化方式是sp³杂化．
（2）金属氢化物是具有良好发展前景的储氢材料．
①LiH中，离子半径Li^+＜H^-（填“＞”、“=”或“＜”）；
②某储氢材料是短周期金属元素M的氢化物．M的部分电离能如表所示

I1/kJ•mol-1	I2/kJ•mol-1	I3/kJ•mol-1	I4/kJ•mol-1	I5/kJ•mol-1
738	1451	7733	10540	13630

该氢化物的化学式为MgH₂．

Answer 1

分析 （1）①Ti为22号元素，原子核外有22个电子，失去3个电子形成Ti³⁺，基态Ti³⁺的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹；
②计算B原子价层电子对确定杂化方式；
（2）①电子层结构相同的离子，其离子半径随着核电荷数的增大而减小；
②M元素的第三电离能剧增，则该元素原子最外层有2个电子，由于存在第五电离能，故其核外电子数大于4，故M为Mg．

解答 解：（1）①Ti为22号元素，原子核外有22个电子，失去3个电子形成Ti³⁺，基态Ti³⁺的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹，基态Ti³⁺中含有的电子数为19，电子占据的最高能级是3d，该能级具有的原子轨道数为5，故答案为：19；3d；5；
②BH₄^-中B原子价层电子数=4+$\frac{3+1-1×4}{2}$=4，且不含孤电子对，B原子采取sp³杂化，故答案为：sp³杂化；
（2）①Li⁺和H^-的电子层结构相同，锂元素的核电荷数大于氢元素，所以离子半径Li⁺＜H^-，故答案为：＜；
②M元素的第三电离能剧增，则该元素原子最外层有2个电子，由于存在第五电离能，故其核外电子数大于4，故M为Mg，则该氢化物化学式为MgH₂，故答案为：MgH₂．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、杂化方式、微粒半径比较、电离能，难度不大，注意理解电离能与原子结构、化合价关系．