Question

【題目】（1）基態鈦原子的價電子排布圖為

（2）已知TiCl4在通常情況下是無色液體，熔點為﹣37℃ ，沸點為136℃ ，可知TiCl4為 晶體．

（3）硫酸氧鈦晶體中陽離子為鏈狀聚合形式的離子，結構如圖所示。該陽離子Ti與O的原子數之比為 。

（4）Co的一種氧化物的晶胞如圖所示，在該晶體中與一個鈷原子等距離且最近的鈷原子有 個；筑波材料科學國家實驗室一個科研小組發現了在5K下呈現超導性的晶體，該晶體具有CoO2的層狀結構（如圖所示，小球表示Co原子，大球表示O原子）。下列用粗線畫出的重復結構單元示意圖不能描述CoO2的化學組成是 。

（5）由C、Mg、Ni三種元素組成的一種簡單立方結構的化合物具有超導性，其晶胞中C位于體心位置，Mg位于頂角，Ni占據面心位置，該化合物的化學式為 ，晶體中Mg原子周圍距離最近的Ni原子有 個，該新型超導材料晶胞參數a=0.38nm，計算該晶體的密度 （gcm﹣3）（保留三位有效數字）

（6）金屬鈦晶胞結構如圖所示，設鈦原子的半徑為r，則該晶胞體積的表達式為

Answer 1

【答案】（1）

（2）分子晶體

（3）1：1；

（4）12；D

（5）MgNi3C； 12；6.45gcm-3（2分）

（6）8 r3（2分）

【解析】試題分析：（1）Ti原子價電子為3d、4s電子，3d能級上有2個電子、4s能級上有2個電子，其價電子排布圖為。

故答案為：；

（2）分子晶體熔沸點較低，該物質熔沸點較低，屬于分子晶體。

故答案為：分子；

（3）每個O原子被兩個Ti原子共用、每個Ti原子被兩個O原子共用，利用均攤法計算二者原子個數之比為1：1。

故答案為：1：1；

（4）由氧化物晶胞結構可知晶胞中Co、O原子數目之比為1：1，假設黑色球為Co原子，以頂點Co原子為研究對象，與之等距離且最近的鈷原子位于面心，每個頂點為8個晶胞共用，每個面心為2個晶胞共用，在該晶體中與一個鈷原子等距離且最近的鈷原子數目為=12；

CoO2的重復結構單元示意圖中Co、O原子數目之比應為1：2，由圖象可知：A中Co、O原子數目之比為1：4×=1：2，符合；B中Co、O原子數目之比為（1+4×）：4=1：2，符合；C中Co、O原子數目之比為4×：4×=1：2，符合；D中Co、O原子數目之比為1：4×=1：1，不符合。

故答案為：12；D；

（5）晶胞中碳位于體心，只有1個，鎂位于角上，每個鎂原子被8個晶胞共用，故每個晶胞中鎂原子個數為8×=1個，鎳位于面心，每個鎳原子被兩個晶胞共用，故每個晶胞中鎳原子個數為6×=3個，故晶體化學式為MgNi3C；每個晶胞中鎂周圍有3個鎳原子，每個鎂被八個晶胞共用，上方的四個晶胞中有六個鎳原子，對稱的下方也有六個，一共12個；

晶體的密度：ρ=。

故答案為：MgNi3C；12；6.45gcm-3。

（6）金屬鈦晶胞結構如圖所示，設鈦原子的半徑為r，則該晶胞邊長約為2r，所以其體積的表達式為(2r)3=8r3。

故答案為：8r3。