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【题目】法国一家公司研发出一种比锂电池成本更低、寿命更长、充电速度更快的钠离子电池,该电池的负极材料为Na2Co2TeO6(制备原料为Na2CO3Co3O4TeO2),电解液为NaClO4的碳酸丙烯酯溶液。回答下列问题:

(1)COCl三种元素电负性由大到小的顺序为________________________

(2)基态Na原子中,核外电子占据的原子轨道总数为______Te属于元素周期表中______区元素,其基态原子的价电子排布式为______________________

(3)CO32-的空间构型为___________________,碳酸丙烯酯的结构简式如图所示,

其中碳原子的杂化轨道类型为____________,1mol碳酸丙烯酯中σ键的数目为_________________

(4)NaO形成的离子化合物的晶胞结构如图所示,晶胞中O的配位数为____________,该晶胞的密度为ρg/cm3,阿伏加德罗常数的值为NA,则NaO之间的最短距离为____________cm(用含有ρNA的代数式表示)

【答案】O>Cl>C (或OClC 6 p 5s25p4 平面三角形 sp2sp3 13NA(13×6.02×1023) 8

【解析】

(1)元素的非金属性越强其电负性越大,OClC的非金属性大小顺序是OClC,所以其电负性大小顺序是OClC

(2)Na元素的原子序数为11,基态原子的电子排布式为:1s22s22p63s1,每个能级字母前的数字表示电子层数,所以该元素含有3个电子层,各能级包含的原子轨道数按spdf的顺序依次为1357,该元素含有sp能级,1+1+3+1=6个轨道;Te原子为52号元素,位于周期表第五周期、第VIA族,价电子排布式为5s25p4,属于p区;
(3)CO32-中碳原子价层电子对个数=3+(4+2-3×2)=3,且不含孤电子对,所以C原子采用sp2杂化,空间构型为平面三角形;碳酸丙烯酯中碳原子为单键和双键,单键形成4σ键,没有孤对电子,杂化轨道数目为4,为sp3杂化,双键形成3σ键,没有孤对电子,杂化轨道数目为3sp2杂化,所以碳原子的杂化轨道类型为sp2sp3σ键的总数目为13,即13NA(13×6.02×1023)
(4)氧离子半径大于钠离子半径,所以白色球为O,晶胞中白色球数目为+6×=4,黑色球为Na,共8个,由晶胞对称性可知O的配位数为8;根据晶胞结构可知Na周围距离最近的4O形成正四面体,顶点O与正四面体体心的Na连线处于晶胞体对角线上,NaO之间的最短距离为体对角线的,晶胞体积=,晶胞边长=cm,则NaO之间的最短距离为cm

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