Question

【題目】鈦金屬重量輕、強度高、有良好的抗腐蝕能力，其單質及其化合物在航空航天、武器裝備、能源、化工、冶金、建筑和交通等領域應用前景廣闊。回答下列問題：

(1)三氟化鈦可用于制取鈦氟玻璃，基態 F 原子核外有_____個未成對電子，Ti 原子形成Ti3+時價層電子層排布式為_____。

(2)TiO2 的熔點為 1800℃，TiCl4 的熔點為-25℃，則 TiO2 的晶體類型為_____，TiCl4 熔點低的原因為_____。

(3)鈦某配合物可用于催化環烯烴聚合，其結如圖所示：

①鈦的配位數為_____，該化合物中電負性最大元素是_____(填元素符號)。

②該配合物中不含有的化學鍵有_____(填字母標號)。

a.離子鍵 b.σ鍵 c.金屬鍵 d.π鍵

(4)已知 TiO2 與濃硫酸反應生成硫酸氧鈦，硫酸氧鈦晶體中陽離子為鏈狀聚合形式的離子，結構如圖所示，該陽離子化學式為_____，陽離子中 O 的雜化方式為_____，陰離子的空間構型為_____。

(5)氮化鈦可以用于制作電池的材料，其晶胞如圖，該晶胞的密度為ρ g·cm-3，與氮原子最近的且距離相等的鈦原子有_____個，氮原子與鈦原子最近的距離為_____cm。

Answer 1

【答案】1 3d1 原子晶體 TiCl4為分子晶體，分子間作用力弱 6 O ac sp3 正四面體 6

【解析】

（1）基態 F 原子核外有7個電子，1個未成對電子；Ti 原子外層電子排布式為：3d24s2，Ti 原子形成Ti3+時失去三個電子，價層電子層排布式為：3d1，故答案為：1；3d1；

（2）TiO2 的熔點為 1800℃，其熔點很高；TiCl4 的熔點為-25℃，其熔點較低，則 TiO2 的晶體類型為原子晶體，TiCl4為分子晶體，分子晶體的結構粒子為分子，分子間作用力較弱，因此，分子晶體的熔點較低，故答案為：原子晶體；TiCl4為分子晶體，分子間作用力弱；

（3）①根據圖知，與Ti原子相連接的配位原子有6個，其配位數是6；元素的非金屬性越強，其電負性越大。在該化合物中非金屬性最強元素是O，因此，該化合物中電負性最大元素是O；

②Ti原子和氯原子、O原子之間存在配位鍵，C-H和C-C及C-O原子之間存在σ鍵，碳碳雙鍵和碳氧雙鍵中存在σ鍵和π鍵，不存在離子鍵和金屬鍵，故選ac；

（4）根據結構圖可知，Ti和O的比例為1:1，則陽離子化學式為，由結構圖可知O含有2個σ鍵，含有2個孤電子對，則雜化方式為sp3雜化；陰離子SO42-的中心原子S的價層電子對數為，則SO42-的空間構型為正四面體結構，故答案為：；sp3；正四面體；

（5）由晶胞示意圖可知與氮原子最近的且距離相等的鈦原子有6個；晶胞中Ti原子數為，N原子數為，則晶胞質量為 ，則體積，則氮原子與鈦原子最近的距離晶胞邊長的一半，即0.5，故答案為：6；。