Question

【题目】

金属铁及其化合物在材料、航空工业上有重要用途。回答下列相关问题：

(1)基态钛原子中有__________个状态不同的电子，最高能层电子的电子云轮廓图形状为__________，写出其价电子的轨道表达式__________。

(2)化合物TiO2不仅是常用的白色颜料，也是一些反应的良好催化剂，如：

有机物X中C原子的杂化轨道类型为__________，1mol Y中所含σ键的数目是__________。

(3)已知TiCl4在常温下是无色液体，TiCl4的晶体类型是__________晶体，其空间构型是__________。

(4)自然界中有丰富的钛矿资源，如右图表示的是钡钛矿晶体的晶胞结构，经X射线分析，该晶胞为正方体，晶胞参数为apm。

写出钡钛矿晶体的化学式__________，其密度是__________g·cm-3。

Answer 1

【答案】22 球形 sp3、sp2 16NA 分子 正四面体 BaTiO3 233/(a×10-10)3·NA

【解析】

(1)钛原子的核电荷数为22，其核外共有22个运动状态不同的电子，钛原子的价电子排布式为3d24s2，则价电子排布图为，最高能层电子的电子云轮廓图形状为球形，；故答案为：22；球形； ；

(2)有机物X()中C原子有2种类型，其中甲基进而亚甲基中的碳原子均采用sp3杂化，羰基中的碳原子采用sp2杂化，单键是1个σ键，双键是1个σ键和1个π键，1molY()中所含σ键的数目是16NA，故答案为：sp3、sp2；16NA；

(3)已知TiCl4在常温下是无色液体，说明其熔沸点较低，则TiCl4属于分子晶体，其中Ti采用sp3杂化，空间构型为正四面体，故答案为：分子晶体；正四面体；

(4)由结构可知，Ba位于体心有1个，Ti位于顶点，数目为8×=1个，O位于棱心，数目为12×=3个，故其化学式为BaTiO3；在每个晶胞中含有一个BaTiO3，质量为g；晶体密度ρ===g/cm3，故答案为：BaTiO3；。