Question

我国科研人员在钠离子电池研究中又取得新突破。钠离子电池与锂离子电池工作原理相同、制造工艺相似，而且具有资源丰富、成本低廉、安全性能好等特点。一种钠离子电池的负极材料为Na₂Co₂TeO₆（制备原料为Na₂CO₃、Co₃O₄和TeO₂），电解质溶液为的碳酸丙烯酯溶液。

回答下列问题：

（1）基态Na原子的电子排布式为__，最高能层电子云轮廓图形状为___。

（2）Te与S同主族，与同周期，Te属于元素周期表中__区元素，其基态原子的价电子排布图（即轨道表示式）为___。

（3）碳酸丙烯酯的结构简式为，则其中π键和σ键的数目之比为___，碳原子的杂化轨道类型为____。

（4）C元素的最高价氧化物的电子式为___，CO₃^2-的VSEPR模型名称是___，ClO₄^-的立体构型是__。

（5）[Co(H₂O)₆]³⁺的几何构型为正八面体形，配体是__，该配离子包含的作用力为___（填选项字母）。

A.极性键      B.金属键     C.氢键     D.配位键

（6）由原料制备负极材料的反应过程中，是否有电子转移___（填“是”或者“否”）。

Answer

1s22s22p63s1 球形 p 1:13 sp2、sp3杂化 平面三角形 正四面体形 H2O AD 是

【解析】

（4）通过价层电子对互斥理论分析CO32-与ClO4-的电子对立体构型，结合中心原子有无孤电子对分析离子构型：价层电极对数=σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数。据此进行分析。

（6）本问涉及复杂化合物的化合价的判断，复杂的化合物首先确定只有一种化合价的元素，然后再看有多种化合价但常用化合价只有一种的，最后结合化合物的化合价之和为零分析不常见的元素化合价，可以分析在Na2Co2TeO6中Na的化合价为+1价，O的化合价为-2价，结合Te和Co的可能变价以及化合物的化合价为零可知，Na2Co2TeO6中Co的化合价为+2价，Te的化合价为+6价，据此分析。

（1）基态Na原子核外电子数为11，其核外电子排布式为：1s22s22p63s1。最高能层为M层，只有1个s能级，其电子云轮廓图形状为球形。答案为：1s22s22p63s1；球形；

（2）Te与S同主族，与I同周期，说明Te的最外层排布同S一样，Te所具有的能层数与I相同，则可知Te属于元素周期表中p区元素，其基态原子的价电子排布图为：；答案为：p；；

（3）根据单键为σ键，双键中只有一个σ键，另一个为π键，结合碳酸丙烯酯的结构简式，可知其中π键有1个，σ键有13个，则其中π键和σ键的数目之比为1:13。碳酸丙烯酯中碳原子成键方式为单键和双键，成单键的碳原子形成4个σ键，没有孤电子对，杂化方式为sp3杂化，成双键的碳原子成3个σ键，没有孤电子对，杂化方式为sp2杂化，所以碳酸丙烯酯的碳原子轨道杂化方式为：sp2、sp3杂化。答案为：1:13；sp2、sp3杂化；

（4）C元素的最高价氧化物为CO2，其电子式为：；CO32-中碳原子价层电子对数=，且不含孤电子对，所以CO32-的VSEPR模型名称是平面三角形。ClO4-中Cl原子的价层电子对数=，且不含孤电子对，所以其立体构型是正四面体形。答案为：；平面三角形；正四面体形；

（5）[Co(H2O)6]3+的配体为H2O，该配离子包含的作用力为H-O极性键、配位键，故答案为：H2O；AD；

（6）Na2Co2TeO6中Co的化合价为+2价，Te的化合价为+6价，与反应物相比，存在化合价的升降变化，故由原料制备负极材料的反应过程中，有电子转移，答案为：是。