Question

【题目】钛的化合物如TiO2、Ti（NO3）4、TiCl4、Ti（BH4）2等均有着广泛用途。

（1）写出Ti的基态原子的外围电子排布式_____。

（2）TiCl4熔点是﹣25℃，沸点136.4℃，可溶于苯或CCl4，该晶体属于_____晶体；BH4﹣中B原子的杂化类型为_____。

（3）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化学式为（只写一种）________。

（4）Ti3+可以形成两种不同的配合物：[Ti（H2O）6]Cl3（紫色），[TiCl（H2O）5]Cl2H2O（绿色）。绿色晶体中配体是_______。

（5）TiO2难溶于水和稀酸，但能溶于浓硫酸，析出含有钛酰离子的晶体，钛酰离子常成为链状聚合形式的阳离子，其结构形式如图1，化学式为______。

（6）金属钛内部原子的堆积方式是面心立方堆积方式，如图2。若该晶胞的密度为ρgcm﹣3，阿伏加德罗常数为NA，则该晶胞的边长为___cm。

Answer 1

【答案】 3d24s2 分子 sp3 CO2（或N2O、CS2、BeCl2等） Cl﹣、H2O [TiO]n2n+

【解析】（1）Ti的原子序数为22，Ti原子核外有22个电子，根据构造原理书写其外围电子排布式。

（2）TiCl4的熔沸点较低，可溶于苯或CCl4等非极性溶剂，TiCl4晶体属于分子晶体。BH4-中中心原子B上的孤电子对数=（3+1-41）=0，成键电子对数为4，价层电子对数为0+4=4，B原子为sp3杂化。

（3）用“替换法”书写等电子体。

（4）绿色晶体的化学式为[TiCl（H2O）5]Cl2·H2O，绿色晶体的配体为Cl-和H2O。

（5）根据结构，其中Ti与O之比为1:1，Ti元素的化合价为+4价，O元素的化合价为-2价，钛酰离子的化学式为[TiO]n2n+。

（6）由晶体的密度和1mol晶体的质量计算1mol晶体的体积，用“均摊法”确定晶胞中粒子的个数，计算晶胞的体积，应用几何知识计算晶胞的边长。

（1）Ti的原子序数为22，Ti原子核外有22个电子，根据构造原理，基态Ti原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，Ti的基态原子的外围电子排布式为3d24s2。

（2）TiCl4的熔沸点较低，可溶于苯或CCl4等非极性溶剂，TiCl4晶体属于分子晶体。BH4-中中心原子B上的孤电子对数=（3+1-41）=0，成键电子对数为4，价层电子对数为0+4=4，B原子为sp3杂化。

（3）用“替换法”，与CNO-互为等电子体的分子的化学式为CO2、N2O、CS2、BeCl2等。

（4）绿色晶体的化学式为[TiCl（H2O）5]Cl2·H2O，绿色晶体的配体为Cl-和H2O。

（5）根据结构，其中Ti与O之比为1:1，Ti元素的化合价为+4价，O元素的化合价为-2价，钛酰离子的化学式为[TiO]n2n+。

（6）1mol金属Ti的质量为48g，1mol金属Ti的体积为48gρg/cm3=cm3；用“均摊法”，1个晶胞中含Ti的个数为8+6=4；晶胞的体积为cm3NA4=cm3；晶胞的边长为cm。