Question

1．氮化鈦（Ti₃N₄）為金黃色晶體，是市售仿金品的重要成份．以TiCl₄為原料，經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)（見(jiàn)圖1）可以制得Ti₃N₄和納米TiO₂．

①基態(tài)Ti³⁺中未成對(duì)電子數(shù)有1個(gè)；與Ti同族下一周期元素Zr的基態(tài)原子的外圍電子排布式為4d²5s²；鈦元素最高化合價(jià)為+4．
②圖1中的M是短周期金屬元素，M的部分電離能如下表．

	I1	I2	I3	I4	I5
電離能/kJ•mol-1	738	1 451	7 733	10 540	13 630

M是Mg （填元素符號(hào)），該金屬晶體的堆積模型為A₃型最密堆積又稱六方最密堆積．
③納米TiO₂是一種應(yīng)用廣泛的催化劑，某有機(jī)反應(yīng)如圖2所示．甲分子中采取sp²雜化的碳原子有7個(gè)，乙分子中采取sp³雜化的原子對(duì)應(yīng)的元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镺＞N＞C．

Answer 1

分析 ①Ti原子核外電子數(shù)為22，根據(jù)能量最低原理書(shū)寫(xiě)Ti³⁺核外電子排布式，確定Ti³⁺未成對(duì)電子數(shù)；與Ti同族下一周期元素質(zhì)子數(shù)相差18，即Zr的質(zhì)子數(shù)為40，據(jù)此書(shū)寫(xiě)其外圍電子排布式，鈦元素最高化合價(jià)為T(mén)i³⁺再失去未成對(duì)電子數(shù)形成的化合價(jià)；
②M是短周期金屬元素，M的第三電離能劇增，處于ⅡA族，能與TiCl₄反應(yīng)置換出Ti，則M為Mg，Mg晶體屬于六方最密堆積；
③采取sp²雜化的碳原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)是3，采取sp³雜化的原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4，乙中采取sp³雜化的原子有C、N、O，同一周期元素中，元素的電負(fù)性隨著原子序數(shù)的增大．

解答 解：①Ti為22號(hào)元素，原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3S²3p⁶3d²4s²，基態(tài)Ti³⁺的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹，3d¹其未成對(duì)電子數(shù)是1，與Ti同族下一周期元素質(zhì)子數(shù)相差18，即Zr的質(zhì)子數(shù)為40，Zr的基態(tài)原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3S²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d²5s²，外圍電子排布式為：4d²5s²，鈦元素最高化合價(jià)為T(mén)i³⁺再失去1個(gè)未成對(duì)電子，為+4價(jià)，
故答案為：1；4d²5s²；+4；
②M是短周期金屬元素，M的第三電離能劇增，處于ⅡA族，能與TiCl₄反應(yīng)置換出Ti，則M為Mg．Mg晶體屬于六方最密堆積，
故答案為：Mg；六方最密堆積；
③化合物甲的分子中采取sp²雜化的碳原子為苯環(huán)上的六個(gè)、羰基中的一個(gè)，共7個(gè)；采取sp³雜化的原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4，乙中采取sp³雜化的原子有C、N、O，同一周期元素中，元素電負(fù)性隨著原子序數(shù)依次增加電負(fù)性逐漸增大，所以它們的電負(fù)性關(guān)系為：O＞N＞C，
故答案為：7； O＞N＞C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及核外電子排布、雜化方式、電離能、晶體結(jié)構(gòu)等，注意理解電離能與最外層電子數(shù)關(guān)系，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，題目難度中等．