Question

【題目】鈦的化合物如TiO2、Ti（NO3）4、TiCl4、Ti（BH4）2等均有著廣泛用途。

（1）寫出Ti的基態(tài)原子的外圍電子排布式_____。

（2）TiCl4熔點(diǎn)是﹣25℃，沸點(diǎn)136.4℃，可溶于苯或CCl4，該晶體屬于_____晶體；BH4﹣中B原子的雜化類型為_____。

（3）在 TiO2催化作用下，可將CN﹣氧化成CNO﹣，進(jìn)而得到N2。與CNO﹣互為等電子體的分子化學(xué)式為（只寫一種）________。

（4）Ti3+可以形成兩種不同的配合物：[Ti（H2O）6]Cl3（紫色），[TiCl（H2O）5]Cl2H2O（綠色）。綠色晶體中配體是_______。

（5）TiO2難溶于水和稀酸，但能溶于濃硫酸，析出含有鈦酰離子的晶體，鈦酰離子常成為鏈狀聚合形式的陽(yáng)離子，其結(jié)構(gòu)形式如圖1，化學(xué)式為______。

（6）金屬鈦內(nèi)部原子的堆積方式是面心立方堆積方式，如圖2。若該晶胞的密度為ρgcm﹣3，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則該晶胞的邊長(zhǎng)為___cm。

Answer 1

【答案】 3d24s2 分子 sp3 CO2（或N2O、CS2、BeCl2等） Cl﹣、H2O [TiO]n2n+

【解析】（1）Ti的原子序數(shù)為22，Ti原子核外有22個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理書(shū)寫其外圍電子排布式。

（2）TiCl4的熔沸點(diǎn)較低，可溶于苯或CCl4等非極性溶劑，TiCl4晶體屬于分子晶體。BH4-中中心原子B上的孤電子對(duì)數(shù)=（3+1-41）=0，成鍵電子對(duì)數(shù)為4，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為0+4=4，B原子為sp3雜化。

（3）用“替換法”書(shū)寫等電子體。

（4）綠色晶體的化學(xué)式為[TiCl（H2O）5]Cl2·H2O，綠色晶體的配體為Cl-和H2O。

（5）根據(jù)結(jié)構(gòu)，其中Ti與O之比為1:1，Ti元素的化合價(jià)為+4價(jià)，O元素的化合價(jià)為-2價(jià)，鈦酰離子的化學(xué)式為[TiO]n2n+。

（6）由晶體的密度和1mol晶體的質(zhì)量計(jì)算1mol晶體的體積，用“均攤法”確定晶胞中粒子的個(gè)數(shù)，計(jì)算晶胞的體積，應(yīng)用幾何知識(shí)計(jì)算晶胞的邊長(zhǎng)。

（1）Ti的原子序數(shù)為22，Ti原子核外有22個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理，基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2，Ti的基態(tài)原子的外圍電子排布式為3d24s2。

（2）TiCl4的熔沸點(diǎn)較低，可溶于苯或CCl4等非極性溶劑，TiCl4晶體屬于分子晶體。BH4-中中心原子B上的孤電子對(duì)數(shù)=（3+1-41）=0，成鍵電子對(duì)數(shù)為4，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為0+4=4，B原子為sp3雜化。

（3）用“替換法”，與CNO-互為等電子體的分子的化學(xué)式為CO2、N2O、CS2、BeCl2等。

（4）綠色晶體的化學(xué)式為[TiCl（H2O）5]Cl2·H2O，綠色晶體的配體為Cl-和H2O。

（5）根據(jù)結(jié)構(gòu)，其中Ti與O之比為1:1，Ti元素的化合價(jià)為+4價(jià)，O元素的化合價(jià)為-2價(jià)，鈦酰離子的化學(xué)式為[TiO]n2n+。

（6）1mol金屬Ti的質(zhì)量為48g，1mol金屬Ti的體積為48gρg/cm3=cm3；用“均攤法”，1個(gè)晶胞中含Ti的個(gè)數(shù)為8+6=4；晶胞的體積為cm3NA4=cm3；晶胞的邊長(zhǎng)為cm。