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)与钛同周期的另一种元素钴(Co)可形成分子式均为Co(NH3)5BrSO4的两种配合物，其中一种化学式为[Co(NH3)5Br]SO4，往其溶液中加BaCl2溶液时，现象是____________；往另一种配合物的溶液中加入BaCl2溶液时，无明显现象，若加入AgNO3溶液时，产生淡黄色沉淀，则第二种配合物的化学式为 _______________ 。

(4)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】 1s22S22p63s23p63d24s2或[Ar] 3d24s2 第4周期第VIII族 正四面体 sp3 产生白色沉淀 [Co (NH3)5SO4]Br 6 ×1010 或×103

【解析】(1) Ti原子序数为22，其基态原子的电子排布式为1s22S22p63s23p63d24s2，或[Ar] 3d24s2 ；Ni元素的原子序数为28，在元素周期表位于第4周期第Ⅷ族。

(2) 阴离子是SO2-4；根据价层电子对互斥理论可知价层电子对数为4，属于sp3 杂化，为正四面体构型。

（3）往其溶液中加BaCl2溶液，有白色沉淀，所以该物质为[Co(NH3)5Br]SO4；另一种配合物的溶液中加入BaCl2溶液时,无明显现象,若加入AgNO3溶液时,产生淡黄色沉淀,该配合物能电离出Br-,则其化学式为:[Co(NH3)5SO4]Br。

（4）①根据晶胞可以看出，每个Ti原子周围距离最近的Ni原子有6个，所以Ti的配位数为6。

②此晶体属于面心立方晶型，每个晶胞中含有4个Ti原子，根据ρ=m/V进行计算。

(1) Ti原子序数为22，其基态原子的电子排布式为1s22S22p63s23p63d24s2或[Ar] 3d24s2 ；Ni元素的原子序数为28，在元素周期表位于第4周期第Ⅷ族；正确答案：1s22s22p63s23d24s2或[Ar] 3d24s2 ；第4周期第VIII族。

(2) Ti(SO4)2、NiSO4中，阴离子是SO2-4；根据价层电子对互斥理论可知价层电子对数为（6+2）/2=4，则中心原子S原子为sp3 杂化，其空间立体构型是正四面体；正确答案：正四面体；sp3。

(3) 一种化学式为[Co(NH3)5Br]SO4，往其溶液中加BaCl2溶液,发生反应Ba2++SO42-=BaSO4↓,产生白色沉淀；往另一种配合物的溶液中加入BaCl2溶液时,无明显现象,若加入AgNO3溶液时,产生淡黄色沉淀,该配合物能电离出Br-,则其化学式为:[Co (NH3)5SO4]Br ；正确答案：产生白色沉淀；[Co (NH3)5SO4]Br 。

（4）①根据晶胞可以看出，每个Ti原子周围距离最近的Ni原子有6个，所以Ti的配位数为6；正确答案：6。

②由晶胞可知，此晶体属于面心立方晶型，而且Ti占据晶胞的顶点和面心，Ni占据晶胞的棱心和体心，则每个晶胞中含有1/4×12+1=4个Ni原子和1/2×6+1/8×8=4个Ti原子，设晶胞晶胞边长apm，则有一个晶胞的质量为（a×10-10）3×d=4×107/NAg，解得a3= ×1030，a=×1010 pm 或×103 pm；正确答案：×1010 或×103。