Question

(l)Ti(BH₄)₃是一种储氢材料，可由TiCl₄和LiBH₄反应制得。

①基态Ti³⁺的未成对电子数有______个。

②LiBH₄由Li⁺和BH₄^-构成，BH₄^-的空间构型是________，B原子的杂化轨道类型是_____________。

③某储氢材料是第三周期金属元素M的氢化物，M的部分电离能如下表所示:

I1/ kJ·mol^-1	I2/ kJ·mol^-1	I3/ kJ·mol^-1	I4/ kJ·mol^-1	I5/ kJ·mol^-1
738	1451	7733	10540	13630

M是_____ (填元素符号)，判断理由为________________________。

(2)铜晶体中铜原子的堆积方式如图24所示，铜晶体中原子的堆积模型属于______。

(3)A原子的价电子排布式为3s²3p⁵，铜与A形成化合物的晶胞如图25所示(黑点代表铜原子)。

①该晶体的化学式为______________________。

②该化合物难溶于水但易溶于氨水，其原因是_______________________。此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色，深蓝色溶液中阳离子的化学式为______________________。

③已知该晶体的密度为pg . cm^-3，阿伏伽德罗常数为N_A,已知该晶体中Cu原子和A原子之间的最短距离为体对角线的1/4，则该晶体中Cu原子和A原子之间的最短距离为______pm。

Answer

1 正四面体 sp3 Mg 第3电离能比第2电离能大很多，说明最外层有2个电子 面心立方密堆积 CuCl Cu+可与氨形成易溶于水的配位化合物(或配离子) [Cu(NH3)4]2+ ×1010

【解析】(l)①Ti的基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s22p63d24s2，则Ti3+的电子排布式为：1s22s22p63s22p63d1，未成对电子数有1个，故答案为：1；

②BH4-中B原子价层电子数=4+ (3+1−4×1)=4，且不含孤电子对，采用sp3杂化，故答案为：正四面体；sp3；   

③该元素的第III电离能剧增，则该元素属于第IIA族，为Mg元素，故答案为：Mg；第3电离能比第2电离能大很多，说明最外层有2个电子；

(2)根据铜晶体中铜原子的堆积方式可知，铜晶体中原子的堆积模型属于面心立方密堆积，故答案为：面心立方密堆积；

(3) ①某M原子的外围电子排布式为3S23p5，则M为Cl；根据均摊法，晶胞中Cu原子数目为4、Cl原子数目为8×+6×=4，则化学式为CuCl，故答案为：CuCl；

②Cu+可与氨形成易溶于水的配位化合物(或配离子)，使得该化合物难溶于水但易溶于氨水；此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色的四氨合铜离子，化学式为[Cu(NH3)4]2+，故答案为：Cu+可与氨形成易溶于水的配位化合物(或配离子)；[Cu(NH3)4]2+；

③Cu原子与周围的4个Cl原子形成正四面体结构，四面体中心Cu原子与顶点氯原子距离最近，四面体中心的Cu原子与晶胞顶点Cl原子连线处于晶胞体对角线上，且距离为体对角线长度的，而体对角线长度为晶胞棱长的倍，晶胞质量为4×g，设晶胞棱长为a cm，则4×g=pgcm-3×(a cm)3，解得a=cm，则该晶体中铜元子与M原子之间的最短距离为××cm=×××1010pm，故答案为： ×××1010。

点睛：本题是对物质结构与性质的考查，涉及电子排布式、杂化方式、晶体类型与性质、晶胞计算等。(5)中计算为难点，需要学生具备一定的空间想象与数学计算能力。