Question

【題目】金屬鈦因具有強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點(diǎn)而被廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域。

(1)基態(tài) Ti 原子核外電子排布的最高能級符號是____。與鈦同周期的元素中基態(tài)原子未成對電子數(shù)與鈦相同的有__________種。

(2)鈦比鋼輕，比鋁硬，是一種新興的結(jié)構(gòu)材料。鈦硬度比鋁大的原因是_____。

(3)半夾心結(jié)構(gòu)催化劑 M 其結(jié)構(gòu)如圖所示：

①組成該物的質(zhì)元素中，電負(fù)性最大的是___________(填元素符號)

②M中不含_________(填標(biāo)號)

a.π鍵 b.σ鍵 c.配位鍵 d.離子鍵 e.氫鍵

(4)TiO2能溶于濃硫酸并析出一種離子晶體，已知其中陽離子是以鏈狀聚合物形式存在的鈦酰陽離子，其結(jié)構(gòu)如圖所示，其化學(xué)式是______ 寫出一種與陰離子互為等電子體的分子______ 。

(5)鈦單質(zhì)的晶胞如圖所示，該晶胞為______堆積(填堆積方式)，鈦原子的配位數(shù)是_______，巳知晶胞參數(shù)：a=0.295nm，c=0.469nm。則該鈦晶體的密度為___________g·cm-3(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值，列出計(jì)算式即可)

Answer 1

【答案】3d 3 Ti 原子的價(jià)電子數(shù)比Al 多，金屬鍵更強(qiáng) O de 或TiO2+ CCl4(SiCl4) 六方最密 12 或

【解析】

(1)Ti元素為22號元素，基態(tài)鈦原子的核外電子排布為1s22s22p63s23p63d24s2，其最高能級符號是3d；鈦原子核外未成對電子數(shù)為2，與鈦同周期元素中，基態(tài)原子的未成對電子數(shù)與鈦相同的原子的價(jià)層電子排布還可能為3d74s2、4s24p2、4s24p4，即Ni，Ge，Se，共3種；

(2)Ti 原子的價(jià)電子數(shù)比Al 多，金屬鍵更強(qiáng)，所以鈦硬度比鋁大；

(3)①組成該物質(zhì)的元素有H、C、O、Cl、Ti，非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，五種元素中非金屬性最強(qiáng)的是O元素，所以O元素的電負(fù)性最大；

②分子中含有碳碳單鍵、碳氧單鍵、碳?xì)鋯捂I等均為σ鍵，碳碳雙鍵中有π鍵，O原子和Ti原子之間形成配位鍵，Cl原子和Ti原子之間為共價(jià)鍵，所以M中不含離子鍵和氫鍵，所以選de；

(4)該圖中每個(gè)Ti原子連接O原子個(gè)數(shù)=2×=1，即Ti、O原子個(gè)數(shù)之比為1：1，其化學(xué)式為(或TiO2+)；的原子個(gè)數(shù)為5，價(jià)電子總數(shù)為32，與其互為等電子的分子有CCl4、SiCl4等；

(5)據(jù)圖可知該晶胞為六方最密堆積；以面心鈦原子為例，頂點(diǎn)和內(nèi)部共9個(gè)鈦原子距離其最近，且相等，在該晶胞的上方晶胞的內(nèi)部還有3個(gè)一樣的鈦原子，所以鈦原子的配位數(shù)為12；晶胞含有的鈦原子個(gè)數(shù)為=6，所以晶胞的質(zhì)量m=g；該晶胞底面為正六邊形，變成為a，所以底面積為3a2×sin60°，則晶胞的體積V=3a2×sin60°×c=，所以晶體的密度為，將a=0.295nm，c=0.469nm代入可得晶體的密度為或。