Question

【題目】法國一家公司研發出一種比鋰電池成本更低、壽命更長、充電速度更快的鈉離子電池，該電池的負極材料為Na2Co2TeO6(制備原料為Na2CO3、Co3O4和TeO2)，電解液為NaClO4的碳酸丙烯酯溶液。回答下列問題:

(1)C、O、Cl三種元素電負性由大到小的順序為________________________。

(2)基態Na原子中，核外電子占據的原子軌道總數為______，Te屬于元素周期表中______區元素，其基態原子的價電子排布式為______________________。

(3)CO32-的空間構型為___________________，碳酸丙烯酯的結構簡式如圖所示,

其中碳原子的雜化軌道類型為____________,1mol碳酸丙烯酯中σ鍵的數目為_________________。

(4)Na和O形成的離子化合物的晶胞結構如圖所示,晶胞中O的配位數為____________，該晶胞的密度為ρg/cm3,阿伏加德羅常數的值為NA，則Na與O之間的最短距離為____________cm(用含有ρ、NA的代數式表示)。

Answer 1

【答案】O>Cl>C （或OClC） 6 p 5s25p4 平面三角形 sp2、sp3 13NA(或13×6.02×1023) 8

【解析】

(1)元素的非金屬性越強其電負性越大，O、Cl、C的非金屬性大小順序是O＞Cl＞C，所以其電負性大小順序是O＞Cl＞C；

(2)Na元素的原子序數為11，基態原子的電子排布式為：1s22s22p63s1，每個能級字母前的數字表示電子層數，所以該元素含有3個電子層，各能級包含的原子軌道數按s、p、d、f的順序依次為1、3、5、7，該元素含有s、p能級，1+1+3+1=6個軌道；Te原子為52號元素，位于周期表第五周期、第VIA族，價電子排布式為5s25p4，屬于p區；
(3)CO32-中碳原子價層電子對個數=3+(4+2-3×2)=3，且不含孤電子對，所以C原子采用sp2雜化，空間構型為平面三角形；碳酸丙烯酯中碳原子為單鍵和雙鍵，單鍵形成4個σ鍵，沒有孤對電子，雜化軌道數目為4，為sp3雜化，雙鍵形成3個σ鍵，沒有孤對電子，雜化軌道數目為3，sp2雜化，所以碳原子的雜化軌道類型為sp2、sp3，σ鍵的總數目為13，即13NA(或13×6.02×1023)；
(4)氧離子半徑大于鈉離子半徑，所以白色球為O，晶胞中白色球數目為8×+6×=4，黑色球為Na，共8個，由晶胞對稱性可知O的配位數為8；根據晶胞結構可知Na周圍距離最近的4個O形成正四面體，頂點O與正四面體體心的Na連線處于晶胞體對角線上，Na與O之間的最短距離為體對角線的，晶胞體積=，晶胞邊長=cm，則Na與O之間的最短距離為cm。