Question

【题目】金属钛性能优越，被誉为继Fe、Al后应用广泛的“第三金属”。

（1）Ti基态原子的价电子排布式为_________。

（2）钛能与B、C、N、O等非金属元素形成稳定的化合物。电负性：C___Ti（填“>”或“<“，下同）；第一电离能：N____O，原因是_________ 。

（3）月球岩石——玄武岩的主要成分为钛酸亚铁（FeTiO3）。FeTiO3与80%的硫酸反应可生成TiOSO4。SO42-的空间构型为___形，其中硫原子的杂化方式为_______，写出与SO42-互为等电子体的一种分子的化学式：________。

（4）Ti的氧化物和CaO相互作用能形成钛酸盐CaTiO3，CaTiO3的晶体结构如图1，Ti位于立方体的体心。该晶体中，Ca2+的配位数为__。

（5）Fe能形成多种氧化物，其中FeO晶胞结构如图2。FeO晶胞边长为428pm则FeO晶体的密度为____g/cm3（阿伏伽德罗常数的值用NA表示，1pm=10-12m，写出计算式即可）。

Answer 1

【答案】 3d24s2 > > N原子中的2p轨道处于半充满状态，更稳定 正四面体 sp3 CCl4、SiCl4、SO2Cl2等 12

【解析】(1)Ti原子核外电子数为22，根据能量最低原理，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d24s2，价电子排布式为3d24s2，故答案为：3d24s2；

(2)同周期自左而右元素电负性增大，故电负性C＞B，N原子中的2p轨道处于半充满状态，更稳定，第一电离能高于同周期相邻元素的，故第一电离能N＞O，故答案为：＞；＞；N原子中的2p轨道处于半充满状态，更稳定；

(3)SO42-中S原子孤电子对数=×(6+22×4)=0，价层电子对数=4+0=4，为正四面体结构，杂化轨道数目为4，S原子杂化方式为sp3；原子数目相同、价电子总数相同的微粒互为等电子体，SO42-的一种等电子体的一种分子为CCl4、SiCl4、SO2Cl2等，故答案为：正四面体；sp3；CCl4、SiCl4、SO2Cl2等；

(4)CaTiO3的晶体结构中Ti位于立方体的体心，由晶胞结构图和化学式可知，顶点为Ca2+，面心为O2-，该晶体中每个顶点Ca2+与面心的O2-相邻，每个顶点为8个晶胞共用，每个面为2个晶胞共用，晶体中，Ca2+和周围紧相邻O2-数目为×(3×8)=12，即Ca2+的配位数为12，故答案为：12；

(5) FeO晶胞中含有的Fe数目为8×+6×=4，O原子数目为12×+1=4，1molFeO含有mol晶胞，则FeO晶体的密度为= g/cm3，故答案为： 。