Question

【题目】

钛镍形状记忆合金（TiNi）被广泛用于人造卫星和宇宙飞船的天线，在临床医疗领域内也具有广泛的应用。回答下列问题：

(1)写出基态Ti原子的电子排布式:_________，Ni在元素周期表中的位置是_________。

(2)钛镍合金能溶于热的硫酸生成Ti(SO4)2、NiSO4，二者阴离子的立体构型为______，中心原子的轨道杂化类型是_______。

(3)工业上将金红石(主要成分TiO2)转化为液态TiCl4，再用金属镁在高温下还原得到金属钛，同时生成MgCl2。

①MgCl2的熔沸点比TiCl4高得多，其原因是______。

②原子半径r(Cl)_____r(Mg)，离子半径r(O2-)______r(Mg2+)(填“＞”、“＜”或“=”)。

(4)金属镍能与CO反应生成一种配合物Ni(CO)4(常温下为无色液体)。Ni(CO)4的固体属于_____晶体，Ni与CO之间的化学键称为__________，提供孤对电子的成键原子是_________。（填元素符号）

(5)一种钛镍合金的立方晶胞结构如图所示:

①该合金中Ti的配位数为________。

②若合金的密度为d g/cm3，晶胞边长a=________pm。（用含d的计算式表示）

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23d24s2或[Ar] 3d24s2 第4周期第VIII族 正四面体 sp3 MgCl2是离子晶体，TiCl4是分子晶体，离子晶体键能比分子间作用力大得很多 < > 分子 配位键 6

【解析】(1)基态Ti原子的电子排布式为1s22s22p63s23d24s2或[Ar] 3d24s2，Ni在元素周期表中的位置是第4周期第VIII族。

(2) SO42-的中心原子S的价层电子对数n=，所以中心原子的轨道杂化类型是sp3，S原子与4个O原子形成4个σ键，所以SO42-立体构型为正四面体。

(3)工业上将金红石(主要成分TiO2)转化为液态TiCl4，再用金属镁在高温下还原得到金属钛，同时生成MgCl2。

①MgCl2的熔、沸点比TiCl4高得多，其原因是MgCl2是离子晶体，TiCl4是分子晶体，离子晶体键能比分子间作用力大得很多。

②氯和镁都是第3周期的主族元素，氯的原子序数是较大。同周期元素原子序数越大，原子半径越小，所以原子半径r(Cl)< r(Mg)；电子层结构相同的简单离子，核电荷数越大半径越小。氧离子和镁离子电子层结构相同，所以离子半径r(O2-)>r(Mg2+)。

(4) Ni(CO)4常温下为无色液体，该化合物的熔点较低，所以Ni(CO)4的固体属于分子晶体。配合物Ni(CO)4的中心原子Ni与配体CO之间的化学键称为配位键，提供孤对电子的成键原子是。

(5)此钛镍合金的立方晶胞结构与氯化钠晶胞相似，氯化钠晶胞中两种离子的配位数都是6。

①该合金中Ti的配位数为6。

②该晶胞中含Ti原子数为、Ni原子数为，所以1mol该晶胞中有4mol TiNi,质量为4，若晶胞的边长为a，则1mol该晶胞体积为a3NA，由合金的密度为d g/cm3=，所以晶胞边长a= cm= pm。