Question

【題目】B、N、F、Ti、Fe等都是重要的材料元素，其單質(zhì)及化合物在諸多領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用。

（1）基態(tài)Ti原子s軌道上總共有_______個(gè)電子，其價(jià)電子軌道表達(dá)式為____________。

（2）在基態(tài)N原子中，核外存在______對(duì)自旋相反的電子，核外電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為______，占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形狀為__________________。

（3）南京理工大學(xué)團(tuán)隊(duì)成功合成了能在室溫穩(wěn)定存在的五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl，五氮陰離子N5-是制備全氮類物質(zhì)N5+N5-的重要中間體，下列說(shuō)法正確的是_____。

A. (N5)6(H3O)3(NH4)4Cl 中含四種離子 B. N5+N5-屬于化合物

C. 每個(gè)N5-中含有36個(gè)電子 D. N5+N5-中既含極性鍵又含非極性鍵

（4）BF3分子空間結(jié)構(gòu)為___________；在NH3中N原子的雜化方式為_______。

（5）六氟合鈦酸鉀（K2TiF6）中存在[TiF6]2- 配離子，則鈦元素的化合價(jià)是_______，配體是_________。

（6）碳酸鹽的熱分解是由于晶體中陽(yáng)離子結(jié)合碳酸根離子中的氧離子，使碳酸根離子分解為二氧化碳分子的結(jié)果。已知

碳酸鹽	MgCO3	CaCO3	SrCO3	BaCO3
熱分解溫度/℃	402	900	1172	1360
陽(yáng)離子半徑/pm	66	99	112	135

請(qǐng)解釋堿土金屬元素碳酸鹽熱分解溫度的變化規(guī)律：_______________________。

（7）金屬鈦有兩種同素異形體，常溫下是六方堆積，高溫下是體心立方堆積。如圖所示是鈦晶體的一種晶胞，晶胞參數(shù)a＝0.295nm，c =0.469 nm，則該鈦晶體的密度為_____g·cm-3（用NA 表示阿伏伽德羅常數(shù)的值，列出計(jì)算式即可）。

Answer 1

【答案】 8 2 L 球形和啞鈴形 AC 平面正三角形 sp3 +4 F- 由于堿土金屬元素陽(yáng)離子均為+2價(jià)陽(yáng)離子，且Mg2+到Ba2+離子半徑逐漸增大，對(duì)氧離子的吸引作用越來(lái)越弱，故需要更多的外界能量來(lái)分解，因此堿土金屬元素碳酸鹽熱分解溫度逐漸升高

【解析】（1）Ti原子核外電子數(shù)為22，核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d24s2，s軌道上總共有8個(gè)電子，價(jià)電子軌道表達(dá)式為：。

故答案為：8；；

（2）基態(tài)N原子的核外電子排布為1s22s22p3，1s、2s為成對(duì)電子，自旋方向相反，2p能級(jí)為單電子，自旋方向相同，故N原子核外存在2對(duì)自選相反的電子；核外最高能層為第二層，即L層；s能級(jí)的電子云輪廓是球形，P能級(jí)的電子云輪廓是啞鈴形。

故答案為：2；L；球形和啞鈴形；

（3）A選項(xiàng)，(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl中含有N5-離子、H3O+、NH4+、Cl-四種離子，故A正確；B選項(xiàng)，N5+N5-只含一種元素，不能稱之為化合物，故B錯(cuò)誤；C選項(xiàng)，N5-所含電子數(shù)為7×5+1=36個(gè)，故C正確；D選項(xiàng)，N5+N5-中離子之間是離子鍵，但是離子內(nèi)，N和N之間都是非極性鍵，沒(méi)有極性鍵，故D錯(cuò)誤。故選AC。

（4）BF3分子中B有3個(gè)B-F鍵，且不含孤電子對(duì)，所以該分子是平面三角形結(jié)構(gòu)。NH3分子中N原子有3個(gè)N-H鍵，還有一對(duì)孤對(duì)電子，雜化軌道為4，所以氮原子采取sp3雜化。

故答案為：平面正三角形； sp3；

（5）鉀元素是+1價(jià)，氟元素為-1價(jià)，設(shè)鈦元素化合價(jià)為a，可得：（+1）×2+a+(-1)×6=0，則a=+4價(jià)。K2TiF6中Ti4+為提供空軌道的中心離子，F-提供孤對(duì)電子為配體。

故答案為：+4；F-；

（6）由表格數(shù)據(jù)可知，陽(yáng)離子半徑越大，其碳酸鹽越難分解。這是因?yàn)閴A土金屬元素陽(yáng)離子均為+2價(jià)陽(yáng)離子，且Mg2+到Ba2+離子半徑逐漸增大，對(duì)氧離子的吸引作用越來(lái)越弱，故需要更多的外界能量來(lái)分解，因此堿土金屬元素碳酸鹽熱分解溫度逐漸升高。

故答案為：由于堿土金屬元素陽(yáng)離子均為+2價(jià)陽(yáng)離子，且Mg2+到Ba2+離子半徑逐漸增大，對(duì)氧離子的吸引作用越來(lái)越弱，故需要更多的外界能量來(lái)分解，因此堿土金屬元素碳酸鹽熱分解溫度逐漸升高。

（7）在每個(gè)晶胞中含有Ti原子數(shù)為： ；

晶胞的體積V= ；由，可得， 。

故答案為： 。