Question

【題目】金屬鈦（Ti）被譽(yù)為21世紀(jì)金屬，其單質(zhì)和化合物具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

（1）在基態(tài)Ti原子中，核外存在_____對(duì)自旋相反的電子，核外電子占據(jù)最高能層的符號(hào)是___，占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形狀為____。

（2）TiCl3 可用作烯烴定向聚合的催化劑，例如丙烯用三乙基鋁和三氯化鈦?zhàn)龃呋瘎�時(shí)，可以發(fā)生下列聚合反應(yīng)：nCH3CH=CH2 ，該反應(yīng)中涉及的物質(zhì)中碳原子的雜化軌道類型有_______；反應(yīng)中涉及的元素中電負(fù)性最大的是______。 三乙基鋁是一種易燃物質(zhì)，在氧氣中三乙基鋁完全燃燒所得產(chǎn)物中分子的立體構(gòu)型是直線形的是__________。

（3）[TiO（H2O2）2]2+配離子呈黃色。提供中心原子孤電子對(duì)的成鍵原子是_____（填元素符號(hào)）；配體之一H2O2分子中氧原子的價(jià)層電子對(duì)互斥模型是___。

（4）科學(xué)家通過(guò)X射線探明一種氮化鈦的晶體與NaCl的晶體結(jié)構(gòu)相似。氮化鈦熔點(diǎn)（2950℃）比氯化鈉的高，主要原因是________________。

（5）有一種氮化鈦晶體的晶胞如圖所示，該晶體中Ti原子周圍與Ti原子距離最近且相等的N原子的個(gè)數(shù)為_____。已知晶體的密度為ρ g·cm-3，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則晶胞邊長(zhǎng)為____cm（用含ρ、NA的式子表示）。

Answer 1

【答案】10 N 球形 sp2、sp3 Cl CO2 O 四面體形 氮化鈦的離子電荷數(shù)較多，晶格能較大 4

【解析】

(1)Ti位于周期表中第4周期第ⅣB族，核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2，則有1+1+3+1+3+1=10對(duì)自旋相反的電子；核外有4層，最高電子占據(jù)能層為N；占據(jù)該能層為s軌道，電子云輪廓圖形為球形；

故答案為：10；N；球形；

(2)該反應(yīng)中存在碳碳雙鍵，碳碳單鍵，對(duì)應(yīng)的C的雜化方式則有sp2、sp3；反應(yīng)中涉及的元素有H，C，Al，Cl，Ti，金屬元素的電負(fù)性較小，非金屬元素的電負(fù)性較大，且同一周期從左到右，電負(fù)性增大，其中電負(fù)性最大的是Cl；三乙基鋁在氧氣中完全燃燒的產(chǎn)物為CO2，Al2O3，H2O，其中直線型的是CO2；

故答案為：sp2、sp3；Cl；CO2；
(3)[TiO（H2O2）2]2+配離子中，O含有孤對(duì)電子，能提供孤對(duì)電子；對(duì)于H2O2，根據(jù)VSEPR理論，價(jià)電子對(duì)數(shù)為VP=BP+LP=2+2=4，則O原子為sp3雜化，VSEPR模型為四面體形；

故答案為：O；四面體形；

(4)氮化鈦熔點(diǎn)（2950℃）比氯化鈉的高，二者結(jié)構(gòu)相似，均為離子晶體，從晶格能角度分析，氮化鈦的離子電荷數(shù)較多，晶格能較大，熔點(diǎn)更高；

故答案為：氮化鈦的離子電荷數(shù)較多，晶格能較大；

（5）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，一個(gè)Ti與周圍4個(gè)N形成四面體結(jié)構(gòu)，所以Ti原子周圍與Ti原子距離最近且相等的N原子的個(gè)數(shù)為4；1個(gè)晶胞中含有Ti的個(gè)數(shù)為4，含有N的個(gè)數(shù)為8×++6×=4個(gè)，取1mol這樣的晶胞，則1mol晶胞的質(zhì)量為m=248g，1mol晶胞即含有NA個(gè)晶胞，1個(gè)晶胞體積為V=a3cm3，則晶體密度為 ，所有晶胞邊長(zhǎng)為a=；

故答案為：4；。