Question

【題目】目前，鋰電池已擴展到鎳酸鋰、鈷酸鋰、硅碳負極、磷酸鐵鋰等電池體系。請回答下列問題：

（1）基態Ni原子的價電子排布式為________，與Ni同周期且基態原子核外的成單電子數與Ni相同的元素還有__________種。

（2）酞菁鈷分子的結構簡式如圖所示，中心離子為鈷離子，分子中氮原子的雜化類型為___。

（3）Li＋過度脫出易導致鋰電池結構坍塌產生O2而爆炸。實驗證實O2因具有單電子而成為順磁性分子。下列結構式（黑點代表電子）中最有可能代表O2分子結構的是__（填字母）。

A B C D

（4）如圖為SiO2晶胞中Si原子沿z軸方向在xy平面的投影圖（即俯視投影圖），其中O原子略去，Si原子旁標注的數字表示每個Si原子位于z軸的高度，則SiA與SiB的距離是______。

（5）PCl5晶體的晶胞如圖所示，該晶體熔融時形成一種能導電的液體，實驗測得其中含有一種正四面體陽離子和一種正八面體陰離子，且P—Cl鍵的鍵長只有198pm和206pm兩種，試用電離方程式解釋PCl5熔體能導電的原因____，正四面體形陽離子中鍵角大于PCl3的鍵角原因為_____。已知該晶體的晶胞邊長為apm，NA為阿伏伽德羅常數的值，則該晶體的密度為__________g·cm－3。

Answer 1

【答案】 3 、 B 分子中P原子有一對孤對電子，中P沒有孤對電子，孤對電子對成鍵電子的排斥力大于成鍵電子對間的排斥力

【解析】

(1)Ni元素為28號元素，其核外電子排布為1s22s22p63s23p63d84s2，則其價電子排布式為3d84s2；Ni原子核外電子中單電子有2個，同周期單電子同樣2個的有3種元素，價電子排布分別為3d24s2、4s24p2、4s24p4，分別是Ti、Ge、Se，共3種；

(2)該分子中，N原子有形成3個σ鍵，含有1對孤對電子，有形成4個σ鍵，沒有孤對電子，這兩種N原子的雜化類型均為sp3；還有N原子形成2個σ鍵，含有1對孤對電子，這種N原子的雜化類型均為sp2；

(3)實驗證實O2因具有單電子而成為順磁性分子。根據選項進行分析，可知A、C、D中的O2分子的結構式中，均沒有單電子存在，因此不符合事實事實；而B選中O2的結構式中的化學鍵有3個電子，有單電子，因此B實驗事實；

(4)根據圖可知其三維模型為(圖中黑球和白球均為硅原子，氧原子位于兩個硅原子之間，省略)，圖中ABCD四個Si原子形成正四面體結構，且AB距離等于AC距離，AC距離在底面投影為底面面對角線的一半，則SiA與SiB的距離=。

(5))含有自由移動離子的化合物能導電，PCl5是一種白色晶體，熔融時形成一種能導電的液體測得其中含有一種正四面體形陽離子和一種正八面體形陰離子，陽離子、陰離子分別為PCl4+、PCl6-，其電離方程式為2PCl5=PCl4++PCl6-；PCl3分子中P原子有一對孤電子對，PCl4+中P沒有孤電子對，孤電子對對成鍵電子的排斥力大于成鍵電子對間的排斥力，所以正四面體形陽離子中鍵角大于PCl3的鍵角；該晶胞中PCl5個數=，晶胞體積=(a×10-10cm)3，晶胞密度g/cm3。