Question

【题目】近日，由浙江大学饶灿教授课题组发现的一种新矿物LiAl5O8，被国际矿物学协会命名为“竺可桢石”，英文名为Chukochenite。回答下列问题：

（1）基态Li＋核外电子的电子云轮廓图为___________。

（2）第二电离能：I2（Mg）___________I2（Al）（填“>”“<”或“＝”）。

（3）已知：O2－、F－的半径依次为140 pm、136 pm，Li2O、LiF的熔点依次为1840K、1121K。Li2O的熔点高于LiF的主要原因是____________。

（4）LiAlH4是重要供氢剂和还原剂，工业上利用AlC3和LiH在特殊条件下合成LiAlH4。

①氯化铝蒸气中存在Al2Cl6分子且每个原子价层都达到8电子结构，画出Al2Cl6的结构式___________。（要注明配位键和普通共价键），铝的杂化类型是___________。

②AlH的空间结构是_____________。

（5）某锂钴复合氧化物晶胞如图1所示。该化合物的化学式为_______________。Co3＋和NH3形成配离子[Co（NH3）6]3＋，游离态NH3中键角∠HNH___________（填“大于”“小于”或“等于”）[Co（NH3）6]3＋中键角∠HNH。

（6）以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。LiCl·3H2O属于正交晶系（长方体形）。品胞参数为0.75 nm、1.0 nm、0.56 nm。如图2为沿z轴投影的晶胞中所有氯原子的分布图和原子分数坐标。

①据此推断该晶胞中氯原子数目为___________。LiCl·3H2O的摩尔质量为M g·mol－1，晶胞密度为d g·cm－3，则阿伏加德罗常数NA为___________mol－1（列出计算表达式）。

②图2中A、B两原子核间距离为___________nm（只列计算式）。

Answer 1

【答案】球形 ＜ O2-的电荷数是F-的2倍 sp3 正四面体 LiCoO2 小于 4

【解析】

根据原子失去一个电子之后的电子排布分析第二电离能的大小；根据阴离子半径和电荷数判断离子晶体的熔沸点高低；根据价层电子对互斥理论判断离子的空间构型；根据均摊法计算晶胞中各原子的个数，通过晶胞体积和晶胞质量计算阿伏伽德罗常数。

(1)基态Li+的电子排布式为1s2，电子云呈球形；

(2) Al+、Mg+的电子排布式分别为3s2、3s1，全充满结构比半充满稳定，铝的核电荷数多，故镁的第二电离能小于铝；

(3)氧化锂、氟化锂都是离子晶体，阴离子半径相差较小，氧化锂中氧离子所带电荷数是氟离子二倍，故氧化锂中离子键比氟化锂强，氧化锂熔点高于氟化锂；

(4)①Al2Cl6分子中存在2个配位键，结构简式如图所示，其中Al形成4个单键，采用sp3杂化；

②中铝原子价层有4个电子对，空间结构为正四面体；

(5)观察图1可知，Li原子数为=9，Co原子数为=9，O原子数为=18，故该化合物中Li、Co、O个数之比为1∶1∶2，该化合物的化学式为LiCoO2；[Co(NH3)6]3+中NH3的N原子价层孤电子对与钴离子形成配位键，孤电子对对成键电子对排斥力减小，故键角较大；

(6)①观察图2知，yz面上有4个氯原子，体内有2个氯原子，所以1个该品胞含4个氯原子。1cm =107nm，由密度公式知，NA=mol-1；

②观察A、B原子坐标参数，它们在x轴参数都是0.5，相当于A、B原子在yz面上。可以建立直角三角形，AB距离是这个三角形的斜边。根据三角形勾股定理可知，AB=nm。