Question

【题目】[选做题——物质结构与性质]

金属钛(Ti)是一种具有许多优良性能的的金属，钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。

(l) Ti(BH4)2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。

① Ti2＋基态的电子排布式可表示为_____________________。

② BH4－的空间构型是______________________（用文字描述）。

③ 与钛同周期的所有元素的基态原子中，未成对电子数与钛相同的元素有__________种。

(2)二氧化钛（TiO2）是常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂，常用于污水处理。

①纳米TiO2催化的一个实例如下图所示。

化合物甲的分子中采取杂化方式的碳原子个数为______________， 化合物乙中采取杂化的原子的第一电离能由小到大的顺序为________________。

②在 TiO2催化作用下，可将CN－氧化成CNO－，进而得到N2。与CNO－互为等电子体的分子、离子化学式分别为_________________、_______________（各写一种）。

(3)金属钛内部原子的堆积方式与铜相同，都是面心立方堆积方式，如图。若该晶胞的密度为，阿伏加德罗常数为，则该晶胞的边长为______________cm。

Answer 1

【答案】（1）①1s22s22p63s23p63d2 ；②正四面体；③ 3；（2）①7，C〈 O〈 N；②CO2(或N2O、CS2、BeCl2等合理均可给分)，SCN-；（3）。

【解析】试题分析：(1)①Ti位于元素周期表，第四周期IVB族，属于22号元素，因此Ti2＋的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d2 ；②BH4－含有4个σ键，孤电子对数(3＋1－4)/2=0，价层电子对数为4，空间构型为正四面体；③Ti的价电子排布式是3d24S2，Ti的未成对电子对数为2个，同周期含有2个未成对电子的是Ni(3d84s2)、Ge(4s24p2)、Se(4s24p4)共有3种元素；(2)①苯环上的碳原子是sp2杂化，sp2杂化应有3个σ键，即羰基上的碳原子是sp2杂化，因此共有7个，进行sp3杂化说明价层电子对数是4，即苯环侧链上的C和N，O有2个σ，2个孤电子对，价层电子对数也是4，杂化类型为sp3，同周期从左向右第一电离能增大，但IIA>IIIA，VA>VIA，因此大小顺序是C<O<N；②等电子体：原子总数相等，价电子数相同的微粒，因此与CNO－等电子体的是CO2、N2O、CS2、BeCl2、SCN－等；(3)晶胞中Ti的个数，Ti位于顶点的8×1/8=1，位于面上：6×1/2=3，共有4个，晶胞的质量为4×48/NAg，根据密度的定义，边长为。