Question

【题目】钛被称为继铁、铝之后的第三金属，回答下列问题：

(1)金属钛晶胞如图1所示，为___________堆积（填堆积方式）。

(2)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如图2。化合物乙的沸点明显高于化合物甲，主要原因是________________。

(3)硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子，结构如图3所示，其化学式为_______________。

(4)钙钛矿晶体的结构如图4所示。钛离子位于立方晶胞的顶角，被__________个氧离子包围成配位八面体；钙离子位于立方晶胞的体心，被__________个氧离子包围，钙钛矿晶体的化学式为____________。

Answer 1

【答案】六方最密 化合物乙含有N—H键，化合物乙分子间形成氢键 （或） 6 12 CaTiO3

【解析】

(1)Ti原子核电荷数为22，价电子排布式为3d24s2，金属钛晶胞结构为二层相互错开，第三层正对第一层的方式堆积而成的；

(2)化合物甲与化合物乙均为分子晶体，但化合物乙分子间可形成氢键，故分子间作用力比化合物甲强；

(3)该图中每个Ti原子连接O原子个数=2×=1，即Ti、O原子个数之比为1：1，由此确定其化学式；

(4)钛晶矿晶胞中钛离子与周围六个氧原子包围形成八面体，立方体晶胞共有12个边长，每条边长的中点是一个氧原子，共12个氧原子，包围着中心的钙离子，可以根据晶胞的均摊原则确定晶胞的化学式。

(1)钛原子的价电子排布式为3d24s2，根据其晶胞结构可知，晶体钛为六方最密堆积形；

(2)化合物乙分子中有-NH2，因此其分子间存在氢键，而化合物甲分子之间只存在分子间作用力，因此化合物乙的沸点比化合物甲高；

(3)该图中每个Ti原子连接O原子个数=2×=1，即Ti、O原子个数之比为1：1，其化学式为(TiO)n2n+(或TiO2+)；

(4)钛离子位于立方晶胞的角顶，被6个氧离子包围成配位八面体；钙离子位于立方晶胞的体心，被12个氧离子包围；每个晶胞中钛离子和钙离子均为1个，晶胞的12个边长上各有一个氧原子，根据均摊原则，每个晶胞实际占有氧原子数目为12×=3，则晶胞的化学式为CaTiO3。