Question

目前，锂电池已扩展到镍酸锂、钴酸锂、硅碳负极、磷酸铁锂等电池体系。请回答下列问题：

（1）基态Ni原子的价电子排布式为________，与Ni同周期且基态原子核外的成单电子数与Ni相同的元素还有__________种。

（2）酞菁钴分子的结构简式如图所示，中心离子为钴离子，分子中氮原子的杂化类型为___。

（3）Li^＋过度脱出易导致锂电池结构坍塌产生O₂而爆炸。实验证实O₂因具有单电子而成为顺磁性分子。下列结构式（黑点代表电子）中最有可能代表O₂分子结构的是__（填字母）。

A    B   C   D

（4）如图为SiO₂晶胞中Si原子沿z轴方向在xy平面的投影图（即俯视投影图），其中O原子略去，Si原子旁标注的数字表示每个Si原子位于z轴的高度，则Si_A与Si_B的距离是______。

（5）PCl₅晶体的晶胞如图所示，该晶体熔融时形成一种能导电的液体，实验测得其中含有一种正四面体阳离子和一种正八面体阴离子，且P—Cl键的键长只有198pm和206pm两种，试用电离方程式解释PCl₅熔体能导电的原因____，正四面体形阳离子中键角大于PCl₃的键角原因为_____。已知该晶体的晶胞边长为apm，N_A为阿伏伽德罗常数的值，则该晶体的密度为__________g·cm^－3。

Answer

3 、 B 分子中P原子有一对孤对电子，中P没有孤对电子，孤对电子对成键电子的排斥力大于成键电子对间的排斥力

【解析】

(1)Ni元素为28号元素，其核外电子排布为1s22s22p63s23p63d84s2，则其价电子排布式为3d84s2；Ni原子核外电子中单电子有2个，同周期单电子同样2个的有3种元素，价电子排布分别为3d24s2、4s24p2、4s24p4，分别是Ti、Ge、Se，共3种；

(2)该分子中，N原子有形成3个σ键，含有1对孤对电子，有形成4个σ键，没有孤对电子，这两种N原子的杂化类型均为sp3；还有N原子形成2个σ键，含有1对孤对电子，这种N原子的杂化类型均为sp2；

(3)实验证实O2因具有单电子而成为顺磁性分子。根据选项进行分析，可知A、C、D中的O2分子的结构式中，均没有单电子存在，因此不符合事实事实；而B选中O2的结构式中的化学键有3个电子，有单电子，因此B实验事实；

(4)根据图可知其三维模型为(图中黑球和白球均为硅原子，氧原子位于两个硅原子之间，省略)，图中ABCD四个Si原子形成正四面体结构，且AB距离等于AC距离，AC距离在底面投影为底面面对角线的一半，则SiA与SiB的距离=。

(5))含有自由移动离子的化合物能导电，PCl5是一种白色晶体，熔融时形成一种能导电的液体测得其中含有一种正四面体形阳离子和一种正八面体形阴离子，阳离子、阴离子分别为PCl4+、PCl6-，其电离方程式为2PCl5=PCl4++PCl6-；PCl3分子中P原子有一对孤电子对，PCl4+中P没有孤电子对，孤电子对对成键电子的排斥力大于成键电子对间的排斥力，所以正四面体形阳离子中键角大于PCl3的键角；该晶胞中PCl5个数=，晶胞体积=(a×10-10cm)3，晶胞密度g/cm3。