Question

5．NaAlH₄晶体中（晶胞结构如图），与阴离子AlH₄^-空间构型相同的两种离子NH₄⁺、BH₄^-、NH₄⁺、SO₄^2-等（填化学式），与Na⁺紧邻且等距的AlH₄^-有8个；若NaAlH₄晶胞底心处的Na⁺被Li⁺取代，得到的晶体为Na₃Li[AlH₄]₄（填化学式）．

Answer 1

分析 AlH₄^-中，Al的轨道杂化数目为4+$\frac{3+1-1×4}{2}$=4，Al采取sp³杂化，为正四面体构型，据此可确定与阴离子AlH₄^-空间构型相同的两种离子，以体心的AlH₄^-研究，与之紧邻且等距的Na⁺位于晶胞棱之间、晶胞中上面立方体左右侧面面心、晶胞中下面立方体前后面的面心，与AlH₄^-紧邻且等距的Na⁺有8个，根据均摊法可知，晶胞中AlH₄^-数目为1+8×$\frac{1}{8}$+4×$\frac{1}{2}$=4，Na⁺数目为6×$\frac{1}{2}$+4×$\frac{1}{4}$=4，则二者配位数相等，若NaAlH₄晶胞底心处的Na⁺被Li⁺取代，可知晶胞中Li⁺为1，再计算Na⁺数目，而晶胞中AlH₄^-数目不变，可得化学式；

解答 解：AlH₄^-中Al的轨道杂化数目为4+$\frac{3+1-1×4}{2}$=4，Al采取sp³杂化，为正四面体构型，与AlH₄^-空间构型相同的两种离子为NH₄⁺、BH₄^-、NH₄⁺、SO₄^2-等，根据均摊法可知，晶胞中AlH₄^-数目为1+8×$\frac{1}{8}$+4×$\frac{1}{2}$=4，Na⁺数目为6×$\frac{1}{2}$+4×$\frac{1}{4}$=4，则二者配位数为1：1，以体心的AlH₄^-研究，与之紧邻且等距的Na⁺位于晶胞棱之间、晶胞中上面立方体左右侧面面心、晶胞中下面立方体前后面的面心，与AlH₄^-紧邻且等距的Na⁺有8个，则与Na⁺紧邻且等距的AlH₄^-有8个，若NaAlH₄晶胞底心处的Na⁺被Li⁺取代，可知晶胞中Li⁺为1，Na⁺数目为3，而晶胞中AlH₄^-数目不变，可得化学式Na₃Li[AlH₄]₄，
故答案为：NH₄⁺、BH₄^-、NH₄⁺、SO₄^2-等；8；Na₃Li[AlH₄]₄；

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及杂化方式与空间构型、晶胞结构与计算等，侧重考查学生对知识的迁移应用，难度中等．