Question

【題目】富鎳三元層狀氧化物LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)作為下一代鋰離子電池的正極材被廣泛關注和深入研究，納米級TiO2形成的表面包覆對提高該材料的性能效果明顯�；卮鹣铝袉栴}：

（1）Li在元素周期表中的位置為___；基態Ni的電子排布式為___，基態Co3+有__個未成對電子。

（2）制備NCM811的過程中，殘余的Li2CO3會破壞材料的界面，CO32-的空間構型是___，其中C原子的雜化方式為___。

（3）該電池初始充電過程中，會有C2H4等氣體產生。C2H4分子中。鍵和鍵數目之比為__。

（4）TiO2的晶胞（===90o）如圖所示：

TiO2晶體中O原子的配位數是__，其晶胞參數為：a=b=459pm，c=295pm，該晶體的密度為__g/cm3（列出計算式）。

Answer 1

【答案】第二周期第ⅠA族 [Ar]3d84s2 4 平面三角形 sp2 5:1 3

【解析】

（1）Li是3號元素，核外2個電子層、最外層有1個電子； Ni原子核外有28個電子，根據能量最低原理書寫基態Ni原子電子排布式；電子在能量相同的軌道排布時，盡可能分占不同軌道。

（2）根據價電子互斥理論判斷；

（3）單鍵為鍵，雙鍵中有1個鍵、1個鍵。

（3）根據晶胞圖，與每個O原子離的最近的Ti原子有3個；根據均攤原則計算1個晶胞中的原子數，根據 計算密度。

（1）Li是3號元素，核外2個電子層、最外層有1個電子，Li在元素周期表中的位置為第二周期第ⅠA族； Ni原子核外有28個電子，根據能量最低原理，Ni原子核外電子排布式為 3d84s2；基態Co3+的價電子排布式為3d6， 電子在能量相同的軌道排布時，盡可能分占不同軌道，所以有4個未成對電子。

（2）CO32-中C原子的價電子對數是，C原子的雜化方式為sp2，C原子沒有孤電子對，空間構型是平面三角形；

（3）單鍵為鍵，雙鍵中有1個鍵、1個鍵； C2H4結構簡式為CH2=CH2，有5個鍵和1個鍵，鍵和鍵數目之比為5:1。

（3）根據晶胞圖，與每個O原子離的最近的Ti原子有3個，TiO2晶體中O原子的配位數是3；根據均攤原則，1個晶胞中含有O原子數是、含有Ti原子數是 ，1mol晶胞的質量是（48×2+16×4）g，a=b=459pm，c=295pm，1個晶胞的體積是459×459×295×10-30cm3，1mol晶胞的體積是459×459×295×10-30×6.02×1023 cm3，=g/cm3 。