【題目】金屬鈦(Ti)是一種具有許多優(yōu)良性能的的金屬,鈦和鈦合金被認為是21世紀的重要金屬材料。

(1)Ti(BH4)2是一種過渡元素硼氫化物儲氫材料。

①Ti2+基態(tài)的電子排布式可表示為_____________________。

②BH的空間構型是________________________________(用文字描述)。

③與鈦同周期的所有元素的基態(tài)原子中,未成對電子數(shù)與鈦相同的元素有________種。

(2)二氧化鈦(TiO2 )是常用的、具有較高催化活性和穩(wěn)定性的光催化劑,常用于污水處理。

①納米TiO2催化的一個實例如下圖所示。

化合物甲的分子中采取sp2雜化方式的碳原子個數(shù)為________, 化合物乙中采取sp3雜化的原子的第一電離能由小到大的順序為____________。

②在 TiO2催化作用下,可將CN 氧化成CNO ,進而得到N2 。與CNO 互為等電子體的分子、離子化學式分別為____________________________(各寫一種)。

(3)金屬鈦內(nèi)部原子的堆積方式與銅相同,都是面心立方堆積方式,如下圖。若該晶胞的密度為ρ g·cm-3,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則該晶胞的邊長為________cm。

【答案】 1s22s22p63s23p63d2 正四面體 3 7 C< O< N CO2(或N2O、CS2、BeCl2等合理均可給分) SCN

【解析】(1)①鈦是22號元素,Ti2+核外有20個電子,根據(jù)構造原理,其基態(tài)核外電子排布式為:1s22s22p63s23p63d2;②BH4-B原子價層電子對=4+(3+1-4×1)=4,且沒有孤電子對,所以是正四面體結構③在第四周期的所有元素的基態(tài)原子中,未成對電子數(shù)與鈦相同的元素有Ni核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2,Ge核外電子排布式是:1s22s22p63s23p64s24p2,Se核外電子排布式是1s22s22p63s23p64s24p4,共3。

(2)①在化合物甲中的苯環(huán)上的6C原子和羰基的C原子采取sp2雜化方式,一共7個在化合物乙中采取sp3雜化的原子有苯環(huán)的C原子、N原子、O原子。其中N原子的核外電子排布式為1s22s22p3,處于半充滿的穩(wěn)定狀態(tài),失去電子比較難。一般情況下,元素的原子序數(shù)越大,原子半徑越小,原子的第一電離能就越大。所以這三種元素原子的第一電離能由小到大的順序為C<O<N。②等電子體為原子數(shù)目相等、價電子數(shù)相等,故與CNO 互為等電子體的分子、離子化學式分別為:CO2(N2O、CS2、BeCl2)、SCN。

(3)晶胞中Ti的個數(shù),Ti位于頂點的=1,位于面上:=3,共有4個,晶胞的質(zhì)量為 g,根據(jù)密度的定義,邊長為

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