Question

【題目】鈦是一種性能非常優越的金屬，21世紀將是鈦的世紀。

(1)TiO2薄膜中摻雜鉻能顯著提高光催化活性。基態Cr原子的核外電子排布式為____。

(2)四乙醇鈦能增加橡膠在金屬表面的粘附性。其制備原理如下：TiCl4+4CH3CH2OH+4NH3=Ti(OCH2CH3)4+4NH4Cl

①Ti(OCH2CH3)4可溶于有機溶劑，常溫下為淡黃色透明液體，其晶體類型為____

②N和O位于同一周期，O的第二電離能大于N的第二電離能的原因是_____；

③NH4Cl中存在的作用力有_____，NH4Cl熔沸點高于CH3CH2OH的原因是_____，Ti(OCH2CH3)4分子中C原子的雜化形式均為 ____。

(3)鈦酸鍶(SrTiO3)可作電子陶瓷材料和人造寶石，其中一種晶胞結構如圖所示。若Ti位于頂點位置，O位于____位置；已知晶胞參數為a nm，Ti位于O所形成的正八面體的體心，則該八面體的邊長為_____ m(列出表達式)。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d54s1 分子晶體 O和N分別失去一個電子后的價電子排布式1s22s22p3和1s22s22p2，前者是半充滿結構，比后者穩定，所以第二電離能，前者大于后者 配位鍵、離子鍵、共價鍵 前者為離子晶體，后者為分子晶體（或離子鍵強于分子間作用力），離子晶體的熔沸點高于分子晶體的熔沸點 sp3雜化 棱心 a×10-9

【解析】

(1)根據核外電子的排布規則寫出鉻的核外電子排布式，注意3d軌道為半充滿狀態；

(2)①可溶于有機溶劑，根據相似相容原理，判斷晶體的類型；

②寫出N和O價電子排布式，然后分析；

③從氯化銨的電子式，判斷化學鍵的類型；從晶體的類型不同判斷熔沸點差異的原因；Ti(OCH2CH3)4分子中C原子的成鍵數目判斷雜化方式；

(3)從晶胞的內部結構，根據Ti的位置，判斷氧的位置；根據Ti和O的距離，計算八面體的邊長。

(1)Cr原子是24號元素，核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1；

(2) ① Ti(OCH2CH3)4可溶于有機溶劑，有機溶劑大多數都是分子晶體，根據相似相溶，Ti(OCH2CH3)4是分子晶體；

②O和N分別失去一個電子后的價電子排布式2s22p3和2s22p2，前者是半充滿結構，比后者穩定，所以第二電離能，前者大于后者；

③根據氯化銨的電子式：，可以看出氯化銨中的化學鍵有銨根離子和氯離子間的離子鍵，氮原子和氫原子間共價鍵，氮原子與三個氫原子形成三對共價鍵，剩余一對電子與氫原子形成一對配位鍵，所以氯化銨中存在的作用力有離子鍵，共價鍵，配位鍵；

Ti(OCH2CH3)4分子中C均形成四對σ鍵，故雜化方式為sp3雜化；

(3)從圖中可以看出，若Ti位于頂點位置，則O可以看成位于棱心的中心位置；

Ti位于O所形成的正八面體的體心，八面體中Ti和O構成了一個等腰直角三角形，直角邊長為a，斜邊長為=anm=a×10-9m。