Question

锂是高能电池的理想负极，常用乙腈、二甲基甲酰胺等有机溶剂和LiC1O₄、LlBF₄、LiBr等电解质制成锂非水电池。回答下列问题：

(1)二甲基甲酰胺()中基态氮原子的电子排布是__，乙腈( CH₃- C≡N)中碳原子的杂化轨道类型为___。

(2)LiClO₄和LlBF₄中都不存在的化学键是____(填代号)。

a.离子键       b.共价键     c.金属键        d.配位键

(3)LiX(X=F，Cl，Br，I)具有NaCl型晶体结构。当阴、阳离子电荷的绝对值相同且它们的半径相近时，生成的盐类一般难溶于水。由上述规则可以判断LiF、LiCl、LiBr、LiI中溶解度最小的是_______    。

(4)Li₂S属立方晶体，晶胞边长为dpm，晶胞截面图如下所示。每个晶胞中含有S^2-的数目为_____，S^2-的配位数是_______，N_A表示阿伏加德罗常数的值，则Li₂S晶体的密度为_______g•cm^-3(用代数式表示)。

Answer

1s2 2s22p3 sp3杂化、 sp 杂化 c LiF 4 8 × 1030

【解析】

(1)N元素为7号元素，所以基态N原子的电子排布式为1s22s22p3；乙腈( CH3- C≡N)中甲基上的碳原子形成4个σ键，所以为sp3杂化，另一个碳原子形成碳氮三键，所以为sp杂化；

(2)LiClO4中存在锂离子和高氯酸根之间的离子键、氧原子和氯原子之间的共价键；LlBF4中存在Li+和BF之间的离子键、B原子和F原子之间的共价键，B原子最外层电子数为3，而与4个F原子成键，说明其中有一个为配位键；金属晶体中才存在金属键；综上所述，LiClO4和LlBF4中都不存在的化学键是金属键，所以选c；

(3)Li+带一个单位正电荷，有1层电子；Xˉ均带一个单位负电荷，而Fˉ、Clˉ、Brˉ、Iˉ的半径依次增大，其中与Li+半径最接近的为Fˉ，根据题意可知LiF的溶解度最小；

(4)根据晶胞截面图可知，白球即S2-位于顶点和面心，黑球即Li+位于每4个S2-形成的正四面体中心，晶胞结构如图(C为Li+，D为S2-)，所以每个晶胞中S2-的数目为=4；Li+位于每4个S2-形成的正四面体中心，所以Li+的配位数为4，而晶体的化学式为Li2S，所以S2-的配位数为8；晶胞体积V=d3pm3，每个晶胞有4个S2-，8个Li+，则晶胞的质量为m=，所以晶胞的密度===×1030g•cm-3。