Question

【題目】氮化鈦是一種新型功能性材料，它可由鈦粉和氮氣在一定條件下進行制備。

(1)基態鈦原子的核外電子排布式為________，1 mol N2中含有________molσ鍵。

(2)鈦也可與C、O等元素形成二元化合物，C、N、O元素的電負性由大到小的順序是________。

(3)氮化鈦也可由鈦酸四丁酯[Ti(OC4H9)4]為原料進行制備，鈦酸四丁酯結構如圖1。其中碳原子的雜化類型為________。該配合物中的配位原子為________。

(4)有一種氮化鈦晶體的晶胞如圖2所示，該晶體的化學式為________。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d24s2(或為[Ar] 3d24s2) 1 O＞N＞C sp3 O TiN

【解析】

(1)Ti是22號元素，根據構造原理，可得基態鈦原子的核外電子排布式；N2分子中2個N原子形成3個共價鍵，共價三鍵中含有1個σ鍵，2個π鍵；

(2)元素的非金屬性越強，其電負性就越大；

(3)根據原子形成的化學鍵數目判斷其雜化類型；Ti原子具有空軌道，OC4H9中的O原子提供孤電子對；

(4)利用均攤方法計算晶體的化學式。

(1)Ti是22號元素，根據構造原理，可得基態鈦原子的核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d24s2或簡寫為[Ar] 3d24s2；N2分子中2個N原子形成3個共價鍵，結構式是N≡N，2個N原子通過共價三鍵結合，其中含有1個σ鍵，2個π鍵，則1 mol N2中含有1 mol σ鍵；

(2)元素的非金屬性越強，其電負性就越大。C、N、O是同一周期的元素，由于元素的非金屬性：O＞N＞C，所以三種元素的電負性由大到小的順序是：O＞N＞C；

(3)在絡合物鈦酸四丁酯[Ti(OC4H9)4]中，配位體OC4H9的C原子形成4個共價鍵，因此C原子雜化類型為sp3雜化；中心離子Ti4+提供空軌道，配位體OC4H9中的O原子提供孤對電子對，所以該配合物中的配位原子是O原子；

(4)根據晶胞結構可知：N原子數目為：8×+6×=4；含有的Ti原子數目為：12×+1=4，所以該晶體的化學式為TiN。