Question

4．鈦已作為常用金屬鐵、鋁后的第三金屬，我國(guó)鈦礦儲(chǔ)量豐富，對(duì)它的應(yīng)用研究是目前科學(xué)研究的前沿課題之一．
（1）請(qǐng)寫出鋁原子的基態(tài)電子排布式：1s²2s²2p⁶3s²3p¹．
（2）X⁺、Y^2-、Z^-與Al³⁺具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則下列說(shuō)法正確的是BD．
A．元素第一電離能：X＞Al
B．電負(fù)性：Z＞Y
C．氫化物穩(wěn)定性：H₂Y＞HZ
D．H₂Y中Y的雜化類型是sp³，鍵角小于109.5°
（3）某鈣鈦型復(fù)合氧化物晶胞結(jié)構(gòu)如圖①所示，以A原子為晶胞頂點(diǎn)，A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb，當(dāng)B位是V、Cr、Ti、Fe時(shí)，這種化合物具有磁電阻效應(yīng)．該鈣鈦型復(fù)合氧化物的化學(xué)式為CaTiO₃．
（4）最近發(fā)現(xiàn)鈦（Ti）原子和碳原子可構(gòu)成氣態(tài)團(tuán)簇分子，分子模型如圖②所示．該氣態(tài)團(tuán)簇分子的分子式為Ti₁₄C₁₃，它屬于分子晶體，其主要物理性質(zhì)有熔沸點(diǎn)低、硬度較�。▽懗鰞牲c(diǎn)即可）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)鋁為13號(hào)元素，核外有13個(gè)電子書寫原子的基態(tài)電子排布式；
（2）根據(jù)X⁺、Y^2-、Z^-與Al³⁺具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，所以X是鈉、Y是氧、Z是氟，
A、同周期元素第一電離能整體增大，但第ⅡAⅤA由于處于半滿和全滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)反常，據(jù)此分析；
B、根據(jù)F的非金屬性大于O分析；
C、根據(jù)F的非金屬性大于O分析；
D、在水分子中，氧以sp³雜化形式與氫原子結(jié)合，且由于存在兩對(duì)孤對(duì)電子，對(duì)成鍵原子間的共價(jià)鍵有排斥作用，鍵角小于109.5°；
（3）根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中Ca、Ti、O原子數(shù)目，進(jìn)而確定化學(xué)式；
（4）氣態(tài)團(tuán)簇分子指的是一個(gè)分子的具體結(jié)構(gòu)，并不是晶體中的最小的一個(gè)重復(fù)單位，不能采用均攤法分析，只需數(shù)出該結(jié)構(gòu)中兩種原子的數(shù)目就可以了，據(jù)此分析．

解答 解：（1）鋁為13號(hào)元素，核外有13個(gè)電子，則原子的基態(tài)電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p¹．，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p¹；
（2）因?yàn)閄⁺、Y^2-、Z^-與Al³⁺具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，所以X是鈉、Y是氧、Z是氟，
A、元素第一電離能應(yīng)為Al＞Na，故A錯(cuò)誤；
B、因?yàn)镕的非金屬性大于O，所以電負(fù)性F＞O，故B正確；
C、因?yàn)镕的非金屬性大于O，所以氫化物穩(wěn)定性應(yīng)為HF＞H₂O，故C錯(cuò)誤；
D、在水分子中，氧以sp³雜化形式與氫原子結(jié)合，且由于存在兩對(duì)孤對(duì)電子，對(duì)成鍵原子間的共價(jià)鍵有排斥作用，鍵角小于109.5°，故D正確；
故選：BD；
（3）利用分?jǐn)偡ㄓ?jì)算，晶胞中Ca的個(gè)數(shù)為8×$\frac{1}{8}$=1，Ti的個(gè)數(shù)為1，O的個(gè)數(shù)為6×$\frac{1}{2}$=3，其化學(xué)式為CaTiO₃，故答案為：CaTiO₃；
（4）氣態(tài)團(tuán)簇分子指的是一個(gè)分子的具體結(jié)構(gòu)，并不是晶體中的最小的一個(gè)重復(fù)單位，不能采用均攤法分析，只需數(shù)出該結(jié)構(gòu)中兩種原子的數(shù)目就可以了，所以該氣態(tài)團(tuán)簇分子的分子式為Ti₁₄C₁₃，它屬于分子晶體，其主要物理性質(zhì)有熔沸點(diǎn)低、硬度較小；故答案為：Ti₁₄C₁₃；分子；　熔沸點(diǎn)低、硬度較小．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及核外電子排布、電離能、晶胞計(jì)算等，旨在考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握及綜合應(yīng)用，（4）中注意氣態(tài)團(tuán)簇分子指的是一個(gè)分子的具體結(jié)構(gòu)，并不是晶體中的最小的一個(gè)重復(fù)單位，不能采用均攤法分析，難度中等．