Question

钛和钛的合金已被广泛用于制造电讯器材、人造骨骼、化工设备、飞机等航天航空材料，被誉为“未来世界的金属”．试回答下列问题：
（1）钛有

48 22

Ti和

50 22

Ti两种原子，它们互称为

 

，钛基态原子的电子排布式为

 

；
（2）偏钛酸钡在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用．偏钛酸钡晶体中晶胞的结构如图所示，它的化学式是

 

；
（3）纳米TiO₂是一种应用广泛的催化剂，纳米TiO₂催化的一个实例如下：

化合物甲的分子中采取sp²杂化的碳原子个数为

 

，化合物乙中采取sp³杂化的原子的第一电离能由大到小的顺序为

 

．
（4）现有含Ti³⁺的配合物，化学式为[TiCl（H₂O）₅]Cl₂?H₂O．配离子[TiCl（H₂O）₅]²⁺中含有的化学键类型是

 

，该配合物的配体是

 

．

Answer 1

考点：晶胞的计算,配合物的成键情况,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）质子数相同、中子数不同的相同元素不同原子互为同位素；根据其价电子数及能层数确定在元素周期表中的位置，Ti元素核外有22个电子，根据构造原理书写其基态原子核外电子排布式；
（2）利用均摊法确定其化学式；
（3）采取sp²杂化的碳原子价层电子对数是3，根据价层电子对数判断；采取sp³杂化的原子价层电子对数是4，同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第VA族元素大于相邻元素；
（4）根据配合物的结构特点来分析其中的化学键以及配体情况．

解答： 解：（1）（1）₂₂⁴⁸Ti和₂₂⁵⁰Ti为质子数相同中子数不同的钛元素的不同原子，互称同位素；Ti元素核外有22个电子，根据构造原理知其基态原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3S²3p⁶3d²4s²（或[Ar]3d²4s²），
故答案为：同位素、1s²2s²2p⁶3S²3p⁶3d²4s²（或[Ar]3d²4s²）；
12×

1

4

=3，Ti原子个数=8×

1

8

=1，Ba原子个数为1，所以其化学式为：BaTiO₃，故答案为：BaTiO₃；
（3）采取sp²杂化的碳原子价层电子对数是3，该分子中碳原子价层电子对数为3的有：苯环上的碳原子、连接羰基的碳原子，所以一共有7个；采取sp³杂化的原子价层电子对数是4，价层电子对个数是4的原子有：连接甲基和羟基的碳原子、氧原子和氮原子，同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第VA族元素大于相邻元素，所以这三种元素第一电离能从大到小顺序是：N＞O＞C，
故答案为：7、N＞O＞C；
（4）配离子[TiCl（H₂O）₅]²⁺中含有非金属原子之间的极性共价键以及配位键，钛元素的配位体是H₂O、Cl^-，故答案为：极性共价键（或共价键）；H₂O、Cl^-．

点评：本题考查物质结构和性质，涉及晶胞的计算、原子的杂化方式、第一电离能大小的判断、基态原子核外电子排布式的书写等知识点，这些都是高考热点，会利用价层电子对互斥理论确定原子的杂化方式、第一电离能的规律、构造原理来分析解答，难点的晶胞密度的计算．