Question

【題目】鈦的化合物如TiO2、Ti（NO3）4、TiCl4、Ti（BH4）2等均有著廣泛用途。

（1）寫出Ti的基態原子的外圍電子排布式_____。

（2）TiCl4熔點是﹣25℃，沸點136.4℃，可溶于苯或CCl4，該晶體屬于_____晶體；BH4﹣中B原子的雜化類型為_____。

（3）在 TiO2催化作用下，可將CN﹣氧化成CNO﹣，進而得到N2。與CNO﹣互為等電子體的分子化學式為（只寫一種）________。

（4）Ti3+可以形成兩種不同的配合物：[Ti（H2O）6]Cl3（紫色），[TiCl（H2O）5]Cl2H2O（綠色）。綠色晶體中配體是_______。

（5）TiO2難溶于水和稀酸，但能溶于濃硫酸，析出含有鈦酰離子的晶體，鈦酰離子常成為鏈狀聚合形式的陽離子，其結構形式如圖1，化學式為______。

（6）金屬鈦內部原子的堆積方式是面心立方堆積方式，如圖2。若該晶胞的密度為ρgcm﹣3，阿伏加德羅常數為NA，則該晶胞的邊長為___cm。

Answer 1

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

【解析】（1）Ti的原子序數為22，Ti原子核外有22個電子，根據構造原理書寫其外圍電子排布式。

（2）TiCl4的熔沸點較低，可溶于苯或CCl4等非極性溶劑，TiCl4晶體屬于分子晶體。BH4-中中心原子B上的孤電子對數=（3+1-41）=0，成鍵電子對數為4，價層電子對數為0+4=4，B原子為sp3雜化。

（3）用“替換法”書寫等電子體。

（4）綠色晶體的化學式為[TiCl（H2O）5]Cl2·H2O，綠色晶體的配體為Cl-和H2O。

（5）根據結構，其中Ti與O之比為1:1，Ti元素的化合價為+4價，O元素的化合價為-2價，鈦酰離子的化學式為[TiO]n2n+。

（6）由晶體的密度和1mol晶體的質量計算1mol晶體的體積，用“均攤法”確定晶胞中粒子的個數，計算晶胞的體積，應用幾何知識計算晶胞的邊長。

（1）Ti的原子序數為22，Ti原子核外有22個電子，根據構造原理，基態Ti原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2，Ti的基態原子的外圍電子排布式為3d24s2。

（2）TiCl4的熔沸點較低，可溶于苯或CCl4等非極性溶劑，TiCl4晶體屬于分子晶體。BH4-中中心原子B上的孤電子對數=（3+1-41）=0，成鍵電子對數為4，價層電子對數為0+4=4，B原子為sp3雜化。

（3）用“替換法”，與CNO-互為等電子體的分子的化學式為CO2、N2O、CS2、BeCl2等。

（4）綠色晶體的化學式為[TiCl（H2O）5]Cl2·H2O，綠色晶體的配體為Cl-和H2O。

（5）根據結構，其中Ti與O之比為1:1，Ti元素的化合價為+4價，O元素的化合價為-2價，鈦酰離子的化學式為[TiO]n2n+。

（6）1mol金屬Ti的質量為48g，1mol金屬Ti的體積為48gρg/cm3=cm3；用“均攤法”，1個晶胞中含Ti的個數為8+6=4；晶胞的體積為cm3NA4=cm3；晶胞的邊長為cm。