Question

【題目】[選做題——物質結構與性質]

金屬鈦(Ti)是一種具有許多優良性能的的金屬，鈦和鈦合金被認為是21世紀的重要金屬材料。

(l) Ti(BH4)2是一種過渡元素硼氫化物儲氫材料。

① Ti2＋基態的電子排布式可表示為_____________________。

② BH4－的空間構型是______________________（用文字描述）。

③ 與鈦同周期的所有元素的基態原子中，未成對電子數與鈦相同的元素有__________種。

(2)二氧化鈦（TiO2）是常用的、具有較高催化活性和穩定性的光催化劑，常用于污水處理。

①納米TiO2催化的一個實例如下圖所示。

化合物甲的分子中采取雜化方式的碳原子個數為______________， 化合物乙中采取雜化的原子的第一電離能由小到大的順序為________________。

②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、離子化學式分別為_________________、_______________（各寫一種）。

(3)金屬鈦內部原子的堆積方式與銅相同，都是面心立方堆積方式，如圖。若該晶胞的密度為，阿伏加德羅常數為，則該晶胞的邊長為______________cm。

Answer 1

【答案】（1）①1s22s22p63s23p63d2 ；②正四面體；③ 3；（2）①7，C〈 O〈 N；②CO2(或N2O、CS2、BeCl2等合理均可給分)，SCN-；（3）。

【解析】試題分析：(1)①Ti位于元素周期表，第四周期IVB族，屬于22號元素，因此Ti2＋的電子排布式為：1s22s22p63s23p63d2 ；②BH4－含有4個σ鍵，孤電子對數(3＋1－4)/2=0，價層電子對數為4，空間構型為正四面體；③Ti的價電子排布式是3d24S2，Ti的未成對電子對數為2個，同周期含有2個未成對電子的是Ni(3d84s2)、Ge(4s24p2)、Se(4s24p4)共有3種元素；(2)①苯環上的碳原子是sp2雜化，sp2雜化應有3個σ鍵，即羰基上的碳原子是sp2雜化，因此共有7個，進行sp3雜化說明價層電子對數是4，即苯環側鏈上的C和N，O有2個σ，2個孤電子對，價層電子對數也是4，雜化類型為sp3，同周期從左向右第一電離能增大，但IIA>IIIA，VA>VIA，因此大小順序是C<O<N；②等電子體：原子總數相等，價電子數相同的微粒，因此與CNO－等電子體的是CO2、N2O、CS2、BeCl2、SCN－等；(3)晶胞中Ti的個數，Ti位于頂點的8×1/8=1，位于面上：6×1/2=3，共有4個，晶胞的質量為4×48/NAg，根據密度的定義，邊長為。