Question

【題目】氫化鋁鈉（NaAlH4）是一種新型輕質儲氫材料，摻入少量的Ti，有利于NaAlH4吸氫，釋氫。AlCl3和NaH在PCl3或PCl5催化下可合成NaAlH4（晶胞結構如右下圖所示）。

（1）單質磷與Cl2反應，可以生成PCl3和PCl5.其中各原子均滿足8電子穩定結構的化合物中，P原子的雜化軌道類型為_______，其分子的空間構型為__________。

（2）NaH的熔點為800℃，不溶于有機溶劑。NaH屬于____晶體，其電子式為___________。

（3）AlH4－中，Al的軌道雜化方式為___________；列舉與AlH4－空間構型相同的兩種離子____________________（填化學式）。

（4）NaAlH4晶體中，與Na+緊鄰且等距的AlH4－有_________個；NaAlH4晶體的密度為________g/cm3（用含a的代數式表示）。

（5）若NaAlH4晶胞底心處的Na+被Li+取代，得到的晶體為_________（填化學式）。

Answer 1

【答案】 sp3雜化 三角錐型 離子 Na+[∶H]－ sp3 NH4+、BH4（或“SO42” “PO43” 等其他合理答案） 8 54/(301a3) 或 108×1021/(NAa3) Na3Li(AlH4)4

【解析】(1) PCl3和PCl5中各原子均滿足8電子穩定結構的化合物是PCl3，P原子的雜化軌道類型為sp3雜化，P原子上有一個孤對電子，其分子的空間構型為三角錐型；

(2) NaH屬于離子晶體，其電子式為Na+[∶H]－；

(3)在AlH4－中，Al的軌道雜化方式為sp3；其空間構型為正四面體，具有相同空間構型的離子還有NH4+、BH4（或“SO42” “PO43” 等）；

(4) 在NaAlH4晶體中，與Na+緊鄰且等距的AlH4－有8個，分別在同層四個角和上下面心上有四個；該晶胞中含有Na+=，AlH4－=，所以其化學式為Na4(AlH4)4，該晶胞的質量為m= ，其體積V=2a3×10-21cm3，所以該晶體的密度為1.08×1023/(NAa3) g/cm3，或者54/301a3 g/cm3；

(5)由上述分析可知，若NaAlH4晶胞底心處的Na+被Li+取代，得到的晶體為Na3Li(AlH4)4。