Question

【题目】氮化钛是一种新型功能性材料，它可由钛粉和氮气在一定条件下进行制备。

(1)基态钛原子的核外电子排布式为________，1 mol N2中含有________molσ键。

(2)钛也可与C、O等元素形成二元化合物，C、N、O元素的电负性由大到小的顺序是________。

(3)氮化钛也可由钛酸四丁酯[Ti(OC4H9)4]为原料进行制备，钛酸四丁酯结构如图1。其中碳原子的杂化类型为________。该配合物中的配位原子为________。

(4)有一种氮化钛晶体的晶胞如图2所示，该晶体的化学式为________。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d24s2(或为[Ar] 3d24s2) 1 O＞N＞C sp3 O TiN

【解析】

(1)Ti是22号元素，根据构造原理，可得基态钛原子的核外电子排布式；N2分子中2个N原子形成3个共价键，共价三键中含有1个σ键，2个π键；

(2)元素的非金属性越强，其电负性就越大；

(3)根据原子形成的化学键数目判断其杂化类型；Ti原子具有空轨道，OC4H9中的O原子提供孤电子对；

(4)利用均摊方法计算晶体的化学式。

(1)Ti是22号元素，根据构造原理，可得基态钛原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d24s2或简写为[Ar] 3d24s2；N2分子中2个N原子形成3个共价键，结构式是N≡N，2个N原子通过共价三键结合，其中含有1个σ键，2个π键，则1 mol N2中含有1 mol σ键；

(2)元素的非金属性越强，其电负性就越大。C、N、O是同一周期的元素，由于元素的非金属性：O＞N＞C，所以三种元素的电负性由大到小的顺序是：O＞N＞C；

(3)在络合物钛酸四丁酯[Ti(OC4H9)4]中，配位体OC4H9的C原子形成4个共价键，因此C原子杂化类型为sp3杂化；中心离子Ti4+提供空轨道，配位体OC4H9中的O原子提供孤对电子对，所以该配合物中的配位原子是O原子；

(4)根据晶胞结构可知：N原子数目为：8×+6×=4；含有的Ti原子数目为：12×+1=4，所以该晶体的化学式为TiN。