Question

【题目】固体电解质有广泛的用途。研究发现，晶体中有特殊结构为离子如提供快速迁移的宽敞通道或者有“点缺陷”，都能使其具有导电潜力。比如：图所示的锂超离子导体和图所示的有“点缺陷”的NaCl。

根据所学知识回答下列问题：

（1）在变化“Cl+e-→Cl-”过程中，所得电子填充在基态Cl的________能级，此过程会_______填“吸收”或“释放”能量。

（2）中B的杂化形式为__________，其等电子体为：___________任写一种。与其VSEPR模型相同，且有1对孤电子对的相对分子质量最小的分子是____________。

（3）图所示晶胞中位于__________位置；若将晶体中形成宽敞通道的换成，导电能力会明显降低，原因是_____________。

（4）图中，若缺陷处填充了，则它____________填“是”或“不是”的晶胞，在NaCl晶体中，填充在堆积而成的___________面体空隙中。

Answer 1

【答案】 释放 棱心 阴离子体积变小，为提供的快速迁移通道变窄，致其难以迁移 不是 八

【解析】

根据晶胞的图形，可用均摊法进行计算，结合题给化学式、原子团，可判断各小球代表的粒子；图(a)晶体中因大体积阴离子BF4-而具有了为离子如提供快速迁移的宽敞通道，图(b)晶体具有为离子如提供快速迁移的 “点缺陷”，两者都具有导电潜力。在此认识基础上，运用物质结构的基础知识可解各小题。

(1)氯元素核电荷数为17，Cl的价电子排布式为3s23p5， Cl+e-→Cl-，得到稳定的Cl-，释放能量，因此所得电子填充在基态的3p能级，此过程会释放能量。本题正确答案为：3p；释放；

(2)BF4-中B成键电子对数为4，杂化形式为sp3；等电子体具有相同的价电子数和原子数，BF4-价电子数为32，原子数为5，其等电子体可以为CCl4。BF4-的VSEPR模型为四面体，具有四面体空间构型，且有l对孤电子对的分子成键电子对数为4-1=3，相对分子质量最小的分子是NH3。答案为：sp3；CCl4 ；NH3

(3)一个Li3SBF4晶胞中含有3个Li+，所以Li+位于棱心位置(12×=3)；若将晶体中BF4-换成F-，导电能力会明显降低，原因是阴离子体积变小，为Li+提供的快速迁移通道变窄，致其难以迁移。答案为：棱心 ；阴离子体积变小，为Li+提供的快速迁移通道变窄，致其难以迁移；

(4)在氯化钠晶体中Na+最近的Cl-是的上下左右前后六个顶点依次相连便是八面体，图(6)中，若缺陷处填充了Na+，它并不是NaCl的完整晶胞；在NaCl晶体中，Na+填充在Cl-堆积而成的八面体空隙中。答案为：不是；八。